Rūdīts cirkonija alumīnija oksīds progresīvām vajadzībām

ZTA ir alumīnija oksīda-cirkonija oksīda kompozītmateriāls, izceļas ar izcilu izturību un stingrību. Izgatavots, stresa izraisītas smalku tetragonālu cirkonija daļiņu transformācijas rezultātā alumīnija oksīda matricā.

Cirkonija keramika ir izcili tehniski materiāli, lepojas ar izcilu cietību, termiskā stabilitāte, nodilumizturība un darbības vide, kurā daudzas citas keramikas nevar darboties. Metālus un plastmasu vienkārši nevar salīdzināt. Turklāt, cirkonija oksīda keramikai ir arī izcila cietība instrumentu izgatavošanai.

Spēks

ZTA starp keramikas materiāliem izceļas ar izcilu izturību un stingrību, nodilumizturība, ķīmiskā inerce, zems berzes koeficients, augsta cietības/stinguma attiecība un salīdzinoši zems termiskās izplešanās koeficients salīdzinājumā ar vairumu citu – padarot to par ideālu materiālu tādiem lietojumiem kā griezējinstrumenti. Turklāt, tā bioloģiskā saderība arī padara ZTA par pievilcīgu materiālu izvēli.

ZTA nosaka tā ļoti vienmērīgais tetragonālo cirkonija daļiņu sadalījums alumīnija oksīda matricā. Tas tiek panākts, izmantojot sarežģītas sajaukšanas metodes, piemēram, lodīšu frēzēšanu un augstas enerģijas noberšanas frēzēšanu; Pēc tam, kad pulveri ir sajaukti, tos var izveidot paredzētajā komponentā, izmantojot sauso presēšanu, izostatiskā presēšana, iesmidzināšanas vai ekstrūzijas metodes.

Alumīnija oksīda matricā izkliedētais cirkonijs uzlabo izturību pret lūzumiem, absorbējot un izkliedējot plaisu enerģiju, pazīstams kā transformācijas rūdīšana. Cirkonijs arī veicina nodilumizturību, radot spiedes spriegumus, kas novērš plaisu izplatīšanos – pazīstams kā pašasināšana – padarot ZTA par lielisku materiālu izvēli slīpripām.

Stingrība

Cirkonija rūdīts alumīnija oksīds (ZTA) keramikai ir iespaidīga izturība un izturība pret lūzumiem, padarot tos lieliski piemērotus lietošanai dažādās lietojumprogrammās un vidēs. Šī ievērojamā noturība rodas no stresa izraisītas smalkas fāzes transformācijas, vienmērīgi izkliedētas tetragonālas cirkonija daļiņas, kas izkliedētas alumīnija oksīda matricā; spriegums izraisa fāzes transformāciju, veidojot cirkonija-alumīnija oksīda mikroplaisu tīklus, kas absorbē plaisu izplatīšanās enerģiju, efektīvi aizkavējot to izplatīšanos, vienlaikus palielinot izturību pret lūzumiem (Klauzens 1976).

ZTA izceļas ar izcilu siltuma triecienizturību. Pateicoties unikālajai tetragonālās-monoklīniskās fāzes sastāva kombinācijai, šī keramika var izturēt straujas temperatūras izmaiņas, neplaisājot vai nelūstot, savukārt sprieguma izraisīta cirkonija oksīda transformācija metastabilā tetragonālā formā rada spiedes spriegumus, kas novērš plaisu veidošanos tā alumīnija oksīda matricā un ievērojami palielina izturību, tādējādi vēl vairāk palielinot ZTA veiktspēju.

ZTA lepojas ne tikai ar savu spēcīgo, tetragonāla-monoklīniska struktūra un augsta izturība pret lūzumiem, bet arī zems termiskās izplešanās koeficients (CTE), padarot to piemērotu lietojumiem, kuros nepieciešama ārkārtēja temperatūra vai vide, kur izmēru stabilitātei ir izšķiroša nozīme, piemēram, precīzas sastāvdaļas vai elektroniskās paketes.

ZTA izceļas starp medicīnisko implantu materiāliem, pateicoties ķīmiskās izturības kombinācijai, mehāniskās īpašības un stresa izraisīta izturība pret koroziju ūdenī vai ķermeņa šķidrumos, padarot to par galveno kandidātu medicīniskiem implantiem, piemēram, ortopēdiskām augšstilba kaula galvām un acetabulārajām starplikām. BioLOX Delta biomateriāls ir viens no šādiem piemēriem; plaši izmanto ortopēdisko operāciju laikā abos gadījumos.

Izturība pret koroziju

ZTA lepojas ar izcilām alumīnija oksīda un cirkonija oksīda īpašībām, padarot to ļoti izturīgu gan pret ķīmisko iedarbību, gan nodilumu, padarot to lieliski piemērotu lietojumiem, kas saistīti ar koroziju pakļautu vidi vai atkārtotu berzi vai mehānisku spriegumu.

Apvienojot alumīnija oksīda cietību ar cirkonija stingrību, tiek iegūtas izcilas triboloģiskās īpašības, kas nodrošina izcilu nodilumizturību komponentiem ar lielu slodzi un ilgstošu lietošanu., piemēram, ortopēdiskie implanti, griezējinstrumenti un nodilumizturīgi komponenti, ko izmanto šķidruma pārvaldībā (diegu vadotnes, gultņi, sprauslas utt). This combination is particularly applicable in medical and industrial settings like orthopaedic implants, cutting tools or fluid management (thread guides bearings nozzles etc).

ZTA’s enhanced fracture toughness can be attributed to its finely distributed zirconia particles in its alumina matrix. When cracks begin to propagate, when their energy increases and propagate further along, these tetragonal zirconia grains undergo phase transformation to absorb and dissipate it as part of a transformation toughening mechanism – hence improving fracture toughness of this material.

Success in manufacturing ZTA ceramic lies in using premium-quality zirconia and alumina powders free from impurities. Saķepināšana ir jākontrolē, lai izvairītos no spontānas tetragonālas uz monoklinisku cirkonija transformāciju dzesēšanas laikā un samazinātu metastabilas monoklīniskās fāzes veidošanos, kas ir jutīga pret ķīmisko sorbciju ar ūdens molekulām, kas ilgstoši lietojot izraisa degradāciju zemā temperatūrā.; Saint-Gobain ZirPro ZTA keramikas saķepināšanas process tika īpaši izveidots, lai izvairītos no šādām nevēlamām parādībām. Par laimi Saint-Gobain ZirPro keramikas ZTA keramika ir īpaši izstrādāta, lai novērstu šādas parādības. –

Termiskā stabilitāte

Cirkonija rūdīts alumīnija oksīds (ZTA) var izturēt straujas temperatūras izmaiņas, neplaisājot vai nelūstot, pateicoties cirkonija daļiņām, kas izkliedētas alumīnija oksīda matricā, absorbējot siltumenerģiju un radot spiedes spriegumus, kas novērš plaisāšanu un bojājumus. Jo ZTA tik efektīvi absorbē siltumenerģiju, Šis materiāls ir lieliska izvēle lietojumiem, kuriem nepieciešama augstas temperatūras izturība.

Cirkonija oksīda pievienošana alumīnija oksīda matricai var palielināt izturību pret lūzumiem, vienlaikus uzlabojot mehāniskās īpašības, piemēram, izturību un nodilumizturību. Paaugstināta lūzuma izturība ZTA ir saistīta ar stresa izraisītu transformāciju no metastabilas tetragonālās fāzes uz monoklīnisko fāzi apkārtējās vides temperatūrā; efekts, ko pastiprina mazāki cirkonija graudu izmēri nekā alumīnija oksīdā.

Stabilizatorus bieži izmanto, lai saglabātu tetragonālo cirkonija fāzi ZTA materiālos, piemēram, Biolox Delta; tomēr, līdzīgus rezultātus var sasniegt bez stabilizatoriem attiecībā uz daļiņu sadalījumu un izturību pret lūzumiem.

Alumīnija un cirkonija oksīda kombinācija rada modernu keramiku, kas izceļas ar izturību, lūzuma stingrība, elastība un cietība – īpašības, kas ir būtiskas lietojumiem, kuriem nepieciešama konstrukcijas veiktspēja un izturība pret koroziju. ZTA keramika mēdz pārspēt 99% alumīnija oksīda keramika ir rentabla, vienlaikus efektīvāk apmierinot specifiskas pielietojuma vajadzības; to attiecību var pat īpaši pielāgot.