Pažangus atsparumas pramoniniam naudojimui

Cirkonio grūdintas aliuminio oksidas (ZTA) Keraminiai komponentai sujungia aliuminio oksido kietumą ir stiprumą su išskirtiniu cirkonio atsparumu plyšimui, kad būtų užtikrintas našumas ir ilgaamžiškumas pramoniniam naudojimui.

Dėl įtempių sukeltų smulkių tetragoninių cirkonio dalelių, įterptų į aliuminio oksido matricą, transformacija sukuria ZTA medžiagas, pasižyminčias didesniu stiprumu ir kietumu., tinka naudoti įvairiose atšiauriose aplinkose.

Tvirtumas

ZTA medžiagos sujungia aliuminio oksido kietumą su cirkonio oksido kietumu, kad būtų neprilygstamas atsparumas dilimui ir dilimui. Šis poveikis pasiekiamas dėl streso sukelto transformacijos grūdinimo: kai patiria stresą, cirkonio dalelės pereina iš metastabilios tetragoninės fazės į stabilią monoklininę formą; tūrio padidėjimas, kurį sukelia šis struktūrinis pokytis, padeda uždaryti visus aliuminio oksido matricos įtrūkimus ir žymiai padidinti kietumą.

ZTA yra cirkonio trombocitų, kurie sukepinimo metu susiformuoja į aliuminio oksido matricą, pagerinti atsparumą lūžiams ir stiprumą, kartu didinant atsparumą lūžiams, sukurti medžiagą, turinčią didesnį atsparumą lenkimui nei Y-TZP ir du kartus didesnę ciklinio nuovargio stiprumą. Dėl šio aliuminio oksido kietumo ir cirkonio oksido stiprumo derinio ZTA yra puikus pasirinkimas pramoninėms reikmėms, kurioms reikalingas atsparumas pažeidimams..

Patvarumas

Cirkonio grūdintas aliuminio oksidas (ZTA) pasižymi išskirtiniu lenkimo ir gniuždymo stiprumu, mažas šiluminis plėtimasis, prilygstantis aliuminio oksido, ir puikios atsparumo dilimui savybės.

Grūdintas cirkonio oksidas sukuriamas į kietą aliuminio oksido matricą pridedant tetragoninių cirkonio grūdelių per įtempių sukeltą transformaciją, įtraukti juos į savo struktūrą ir apriboti jų transformaciją vietinėse vietovėse, o ne plisti visoje.

Dėl šio mechanizmo aliuminio oksido ir cirkonio oksido kompozitai yra daug patvaresni nei monolitinis cirkonis, nes jie atsparūs vandens absorbcijai dėl cheminės sorbcijos.; monolitinis cirkonis gali sugerti polines vandens molekules, kurios sukelia žemos temperatūros skilimą ir galiausiai suyra po ilgalaikio naudojimo.

ZTA, kita vertus, yra specialiai sukurtas palengvinti šią tetragoninę transformaciją į monokliniką dėl struktūrinių savybių ir cheminių priedų. CeramTec parduoda Biolox Delta ZTA kaip pavyzdį; Šioje kompozicijoje yra itrio ir stroncio aliuminato, kad palengvintų kietėjimo mechanizmus cirkonio oksido fazėje, todėl yra mažesnė degradacijos žemoje temperatūroje rizika, tuo pat metu atlaikant aukštą temperatūrą..

Atsparumas korozijai

ZTA keramika pasižymi geru atsparumu korozijai, palyginti su aliuminio oksido analogais, todėl gali būti naudojama įrangoje, kuri veikia atšiaurioje aplinkoje.. Be to, ZTA gali atlaikyti aukštesnes temperatūras, tuo pačiu užtikrinant didesnį cheminį stabilumą.

Garvie ir kt (1975) parodė, kad pridūrė 10-20% nestabilizuotas cirkonis gali žymiai padidinti kietumą, palyginti su aliuminio oksidu, per transformacijos grūdinimą. Šis procesas vyksta, kai smulkiai išsklaidytos tetragoninės metastabilios nuosėdos, veikiamos įtempių, virsta monoklininiu cirkonio oksidu, dėl kurio padidėja tūris, kuris suspaudžia įtrūkimus ir sulėtina arba sustabdo jų plitimą..

Šis mechanizmas panašus į deformacijos sukeltų įtempių mechanizmą; tačiau, norint sukelti fazių pokyčius, įtempių laukas turi būti pakankamai didelis; ZTA bandinių įtrūkimams ši energija gaunama dėl lenkimo įtempių lūžių vietose.

Atsparumas karščiui

Cirkonio grūdintas aliuminio oksidas pasižymi išskirtinai aukšta lydymosi temperatūra ir atsparumu korozijai, todėl tai ideali medžiaga įrangai, kuri dažnai veikiama aukštoje temperatūroje. Be to, Šis variantas turi didesnį atsparumą trinčiai nei standartinis aliuminio oksidas, padeda sumažinti įrangos, kuriai būdingas didesnis kinetinės energijos lygis, nusidėvėjimą.

ZTA keramika sukuriama streso sukeltas tetragonines cirkonio daleles transformuojant į aliuminio oksido matricą, sukuriant juose gniuždymo įtempius, kurie neleidžia plisti įtrūkimams, padidina stiprumą ir kietumą, tuo pačiu užtikrinant atsparumą šiluminiam smūgiui be lūžių ar įtrūkimų. Jie pasižymi puikiu atsparumu šiluminiam smūgiui; atsparus staigiems temperatūros pokyčiams be įtrūkimų ar įtrūkimų veikiant įtempiams.

Cirkonio oksidu grūdintas aliuminio oksidas gali būti naudojamas įvairiose pramonės šakose dėl daugybės savybių. Mechaninė inžinerija jį naudoja siurblių komponentams ir sandarikliams; puslaidininkių apdorojimas jį panaudoja dėl šiluminio stabilumo ir stiprumo; aviacijos erdvėje, automobilių ir energetikos pramonė jį naudoja kaip variklio dalis dėl atsparumo korozijai ir stiprioms cheminėms medžiagoms; jis netgi gali atlaikyti didelį dantų implantų lenkimo stiprumą!