Cirkonio grūdintas aliuminio oksidas
Aliuminio ir cirkonio oksido kompozitai sukietėja dėl įtampos sukeltų smulkių tetragoninių cirkonio dalelių pavertimo kietomis, stiprios medžiagos, pasižyminčios itin dideliu stiprumu ir kietumu, todėl tinka įvairioms reikmėms ir aplinkoms.
ZTA pavyzdžiams gaminti buvo naudojamas gelio liejimas, daug dėmesio skiriant srutų ruošimo optimizavimui esant skirtingoms kietosioms įkrovoms, formavimo ir išformavimo procesai, džiovinimas tirpikliu (osmosinis prieš džiovinimą oru), ir pirolizės bei sukepinimo procesai 1550 ir 1650 degC džiovinimo reikmėms. Tankis, kietumas, visų mėginių, pagamintų naudojant gelio liejimą, atsparumo lūžiams ir lenkimo stiprumo vertinimai buvo atlikti.
Jis turi didelį kietumą
Grūdintas cirkonio dioksidas (ZTA) idealiai tinka reiklioms reikmėms dėl didelio kietumo. Pagaminta naudojant gelio liejimą, ZTA, palyginti su kitomis keraminėmis medžiagomis, leidžia sutaupyti sąnaudas ir tuo pat metu pasižymi puikiu tvirtumu. ZTA gali toleruoti temperatūrą 1650 degC, tačiau išlieka ekonomiškas, nes yra sudarytas iš itriu stabilizuoto cirkonio ir aliuminio oksido miltelių, kurie buvo sujungti naudojant gelio liejimo ir sukepinimo metodus.
ZTA keramika išsiskiria savo nepaprastu tvirtumu dėl jos transformacijos iš tetragoninės į monoklininę fazę, padidina atsparumą lūžiams net dviem. Šį mechanizmą sukelia skirtumai tarp jų tamprumo modulio tarp jų atitinkamų fazių – atitinkamai cirkonis ir aliuminio oksidas – tai reiškia, kad fazės transformacijos metu sukurti įtempių laukai iš tikrųjų mažina įtrūkimų plitimą, todėl ZTA yra daug kietesnė nei tradicinė aliuminio oksido keramika..
Cirkonio oksido grūdintas aliuminio oksidas pasižymi didesniu kietumu ir atsparumu lūžiams, palyginti su AlN, taip pat didesnis lenkimo stiprumas, palyginti su abiem tomis medžiagomis, todėl jis yra puikus kandidatas į automobilių ir tvarios energijos taikymo sritį. Be to, ZTA pasižymi puikiu atsparumu šiluminiam smūgiui ir geromis elektros izoliacinėmis savybėmis, todėl jis tinkamas naudoti automobiliuose ir kitose medicinos srityse; be to, ZTA neturi DNR pažeidimo ar vėžio genetinio poveikio žinduolių ląstelėse, Dėl puikių mechaninių savybių ir biologinio suderinamumo savybių galima naudoti kaip dantų implantų medžiagą.
Jis pasižymi dideliu kietumu
Grūdintas cirkonio dioksidas (ZTA), arba cirkonio grūdintas aliuminio oksidas, yra keraminė medžiaga, sudaryta iš aliuminio oksido ir cirkonio, kuri pasižymi išskirtinėmis mechaninėmis savybėmis, tokiomis kaip didelis atsparumas lenkimui, lūžimo atsparumas, elastingumas, kietumas ir atsparumas dilimui. Šių medžiagų santykį galima lengvai pakeisti, kad atitiktų konkrečias paskirtis; ZTA gaminiai pralenkė tuos, kurie pagaminti iš gryno cirkonio oksido, ir yra ekonomiškesni.
Ši medžiaga dėl savo biologinio suderinamumo ir ilgalaikės apkrovos galios sėkmingai naudojama klubo sąnario pakeitimo šlaunikaulio galvutėms ir acetabuliniams įdėklams.. Tačiau, jo tinkamumas pirmiausia turi būti įvertintas in vivo.
ZTA pasižymi dideliu kietumu dėl savo metastabilios tetragoninės struktūros ir aliuminio oksido matricos gniuždymo jėgos, kur dideli tempimo įtempiai sukelia transformacijos grūdinimą; tai yra, cirkonis virsta monoklininėmis formomis, kai jį veikia suspaudimo jėgos iš aliuminio oksido matricos, sukuria įtempių energiją, kuri sulėtina arba sustabdo plyšio plitimą, taip sukuriant transformaciją stiprinantį poveikį, kuris neleidžia įtrūkimams plisti.
ZTA gali pasigirti žymiai padidintu lenkimo stiprumu 99% aliuminio oksido keramika dėl savo metastabilios tetragoninės fazės ir aliuminio oksido matricos, šiuo atžvilgiu jį gerokai lenkia. Tačiau, aliuminio oksido ir cirkonio oksido kompozitai gali tapti trapūs dėl mažesnio homogeniškumo ir oro įstrigimo, taip pat dėl dalelių aglomeracijos, dėl kurios atsiranda taškų defektai ir sumažėja lenkimo stiprumas – tačiau savo našumu pranoksta tradicinę aliuminio oksido keramiką tiek medicinoje, tiek pramonėje.
Jis turi didelį stiprumą
Cirkoniu grūdintas aliuminio oksidas yra itin patvari medžiaga, todėl jis tinkamas laikančiosioms reikmėms. Pagaminta dėl streso sukeltų smulkių tetragoninių cirkonio dalelių transformacijos į aliuminio oksido matricą, jo gamybos rezultatas yra labai tolygus dalelių pasiskirstymas su išskirtinėmis stiprumo ir kietumo savybėmis.
Keramika taip pat yra labai atspari cheminei korozijai. Jis tinka daugeliui naudojimo būdų, įskaitant medicininius implantus ir dantų medžiagas, nes gali atlaikyti pakartotinį kūno skysčių ir cheminių medžiagų poveikį..
ZTA taip pat išsiskiria atsparumu šiluminiam smūgiui, kadangi jo cirkonio dalelės, pasklidusios aliuminio oksido matricoje, sugeria šiluminę energiją ir sukuria gniuždymo įtempius, kad išvengtų įtrūkimų susidarymo – tai leidžia ZTA keramiką saugiai naudoti aukštoje temperatūroje, pvz., krosnies komponentuose ir turbinų variklio dalyse, nerizikuojant sugadinti ar sugesti..
ZTA savo stiprumą įgyja dėl savo struktūros ir nanodalelių pasiskirstymo, taip pat karštas izostatinis presavimas ir įprastas sukepinimas, kad būtų padidintas patikimumas. Dėl papildomo lankstumo, jis taip pat gali būti gaminamas naudojant sol-gelio gamybos metodus, kurie molekules paverčia kietomis medžiagomis – šiuo atveju aliuminio oksido miltelių ir cirkonio oksido miltelių sujungimas į gelį primenantį skystį, kuris vėliau gali būti suformuotas į skirtingas formas prieš kepant orkaitėje, kol sustings, prieš išimant iš formos ir išdžiovinus, kad gautų ZTA su didelio tankio smulkiomis kristalų struktūromis ir pakitusiais kristalais., atominis, elektroninės būsenos, dėl kurių susidaro ZTA, kurios pasižymi dideliu tankiu ir pakitusiais kristalais, atominės būsenos, taip pat pakitusios kristalų struktūros, pakitusios kristalų struktūros, taip pat pakitęs kristalas, atominės būsenos, dėl kurių susidaro pakitęs kristalas, atominės būsenos, kad būtų padidintas patikimumas.
Jis turi atsparumą aukštai temperatūrai
ZTA medžiaga pasižymi puikiu atsparumu temperatūrai, todėl jis tinkamas darbams, kuriems reikia ypatingo patvarumo. Be to, Dėl savo atsparumo korozijai ir didesnio stiprumo lenkimui ZTA tinka ilgalaikiam poveikiui temperatūrai iki 1773 K – todėl tai puikus pasirinkimas ilgalaikiam įrangos poveikiui aukštam karščiui.
Naujausi tyrimai rodo, kad cirkonis pagerina aliuminio oksido mechanines savybes, ypač jo kietumas ir stiprumas lenkimui. Šis poveikis atsiranda dėl to, kad cirkonio dalelės sudaro gniuždymo įtempį ant aliuminio oksido matricos, kai yra įtemptas; šis gniuždymo įtempis padeda sumažinti įtrūkimų plitimą ir kartu padidinti atsparumą lūžiams.
Daugybė veiksnių turi įtakos ZTA kompozitų veikimui, pvz., sukepinimo būdus ir temperatūrą, taip pat pridėto cirkonio oksido kiekį. Apskritai, pridedant daugiau cirkonio oksido, pagerėja našumas; tačiau per daug cirkonio oksido gali sumažinti jo stiprumą lenkimui ir atsparumą lūžiams.
Aliuminio oksidu-cirkoniu grūdintas aliuminio oksidas (TAI) yra pažangi techninė keraminė medžiaga, naudojama įvairiose pramonės srityse. Pagaminta iš aliuminio oksido ir cirkonio oksido, sujungtų keraminėmis jungtimis, kurios padidina medžiagos stiprumą lenkimui ir atsparumą lūžiams, AZT yra puiki medžiaga aukštoje temperatūroje veikiančioms mašinoms, tokioms kaip orkaitės ir krosnys.