Nepārspējama stingrība ar cirkonija oksīda rūdīto alumīnija oksīdu (ZTA) Keramika

Cirkonija rūdīts alumīnija oksīds (ZTA) keramika lepojas ar nepārspējamu izturību. Tie lepojas ar izcilu nodilumizturību, ķīmiskā inerce un zema berze nodrošina vieglu veiktspēju ikdienas darbos – nemaz nerunājot par augstāku cietību un stingrību nekā metāliem.

ZTA ietver metastabilus tetragonālu cirkonija polikristālu aglomerātus alumīnija oksīda matricā, kas stresa izraisītā fāzē pārvēršas monoklīniskā formā., tādējādi izkliedējot bīdes deformāciju un apturot plaisu izplatīšanos, parasti pazīstams kā transformācijas rūdīšana.

Izturīgs pret koroziju

ZTA piedāvā izcilu ķīmisko izturību salīdzinājumā ar tīru alumīnija oksīdu un var izturēt ārkārtējas temperatūras bez degradācijas, padarot to par ideālu materiālu izvēli rūpnieciskiem lietojumiem skarbos apstākļos un apstākļos.

ZTA stingrību uzlabo cirkonija daļiņas, kas izkliedē un absorbē enerģiju, palīdz novērst plaisāšanu. Leģējot ar itrija oksīdu, cirkonija oksīds stresa laikā mainās no metastabilas tetragonālas fāzes uz monoklīnisku, lai radītu spiedes spriegumus, kas palielina izturību pret lūzumiem.

Keramika uz cirkonija bāzes, piemēram, ZTA, satur alumīnija oksīda daļiņas, lai izturētu termisko triecienu. Tas ļauj tai izturēt straujas temperatūras izmaiņas bez plaisāšanas vai kļūmēm augstas veiktspējas lietojumos, piemēram, slīpēšanā un griešanā; tā zemā lineārā un vērpes izplešanās nodrošina izcilas nestspējas un veiktspējas. ZTA boasts 2-3 reizes spēcīgāka stiepes izturība salīdzinājumā ar tīru alumīnija oksīdu, vienlaikus ar zemu lineāro/vērpes izplešanās koeficientu, kas nodrošina izcilu nestspēju un veiktspējas.

Augsta stingrība

ZTA apvieno alumīnija oksīda izturību un izturību ar cirkonija rūdīšanu, lai iegūtu izcilu materiālu prasīgiem lietojumiem. Šī kombinācija piedāvā nepārspējamu spēku, lūzuma stingrība, elastības un cietības īpašības vienā iepakojumā.

gadā Klausens atklāja 1976 ka nestabilizēta cirkonija oksīda pievienošana alumīnija oksīdam ievērojami palielina tā izturību pret lūzumiem, tās matricā izkliedētu izkliedētu smalku tetragonālu nogulšņu tetragonāli-monoklīniskās transformācijas dēļ. Šādas metastabilas nogulsnes neļauj mainīties, līdz tās izdala plaisas priekšpuse vai cits avots, kas atvieglo to ierobežojumu, piemēram, izkausējot.

Karsti presēts 10 mol% itrija stabilizēts cirkonijs (10YSZ), pastiprināta ar daļiņām vai trombocītiem, kas satur no 0 līdz 30 masas % alumīnija oksīda saturs tika pakļauti stingrai stiprībai, lūzuma izturības un lēnas plaisu augšanas testi 1000C gaisā. Rezultāti parādīja, ka ar šo sastāva saturu trombocītu kompozītmateriāliem tika sasniegta maksimālā lieces izturība un izturība pret lūzumiem..

Augsta stiepes izturība

Cirkonija keramika piedāvā neparastu spēka kombināciju, noturība, un daudzpusība, kas ievērojami pārspēj tradicionālo tehnisko keramiku. Cirkonija oksīda preparāti, piemēram, ZTA, nodrošina risinājumus mūsdienu vissarežģītākajiem lietojumiem, sākot no kosmosa komponentiem, kas iztur skarbos vidi, līdz nākamās paaudzes biomedicīnas implantiem, kas paredzēti ilgstošai darbībai. – nodrošinot uzticamus risinājumus mūsdienu aktuālākajām vajadzībām.

ZTA izceļas starp citiem materiāliem ar savu izcilo lieces izturību, lūzuma izturība un izturība pret plaisu izplatīšanos, pateicoties tās metastabilajai tetragonālajai fāzei. Šī pārveide par monoklīnisko cirkoniju zemā temperatūrā saspiež zonu pirms plaisas priekšpuses, lai apturētu turpmāku augšanu.

Itrija daļēji stabilizēts cirkonijs (Y-TZP) un cērija daļēji stabilizēts cirkonijs (Kas-TZP) uzrāda izcilas izturības īpašības, kas līdzīgas ZTA, pateicoties tetragonālās fāzes saglabāšanai, uzturot itriju vai cēriju zemākā temperatūrā, kas ļauj transformēties vieglāk pārvaldāmā temperatūras diapazonā un uzrāda mazākus virsmas bojājumus cikliskās slodzes testos nekā alumīnija oksīda ekvivalenti.

Zema berze

Cirkonija oksīds ir viens no cietākajiem inženierijas keramikas materiāliem, un tā zemās berzes īpašības palīdz palielināt nodilumizturību, vienlaikus samazinot eļļošanas prasības..

ZTA keramika satur alumīnija oksīdu maksimālai izturībai. Tas ļauj metastabilām itrija stabilizētām tetragonālām cirkonija daļiņām alumīnija oksīda matricā palikt nemainīgas, paliek kristalizēts, pateicoties savītajam graudu tīklam.

Kontrolēts sastāvs un apstrādes apstākļi nodrošina, ka, atdzesējot no saķepināšanas temperatūras, nenotiek spontāna transformācija no tetragonālas uz monoklinisku., veicina vairāku sitienu spēju lūzuma izturības pārbaudē. Turklāt, augsta homogenitāte alumīnija oksīda-cirkonija oksīda kompozītmateriālos ar maziem graudu izmēriem rada zemāku plaisu enerģiju, kas savukārt nozīmē īsāku plaisu garumu dimanta iespieduma testu laikā.

Augsta termiskā izplešanās

Alumīnija oksīda matricas saistīšanas spēks ļauj tai novērst tetragonālo cirkonija daļiņu pāreju uz monoklinisko cirkoniju pēc atdzesēšanas, tādējādi padarot 10 kurmis % itrija stabilizēti cirkonija-alumīnija oksīda kompozītmateriāli ir stabili un bez plaisām.

Cērija pievienošana cirkonija oksīdam ļauj to daļēji stabilizēt (Kas-TZP). Ce-TZP saglabā savu tetragonālo fāzi istabas temperatūrā un ievērojami palielina izturību, izturība pret lūzumiem un lieces izturība salīdzinājumā ar tradicionālajiem zobu keramikas materiāliem.

Cirkonija rūdīta alumīnija oksīda kompozīti, kas satur Ce-TZP, itrija stabilizēts cirkonijs (Y-TZP), vai ar magnēzija stabilizētu cirkoniju (Mg-PSZ) uzrāda izcilu izturību, kas pārspēj alumīnija oksīda un monolīta cirkonija stingrību, padarot ZTA par ideālu kandidātu prasīgiem lietojumiem, piemēram, medicīniskiem implantiem, kosmosa sastāvdaļas un rūpnieciskās iekārtas. ZTA lepojas arī ar daudzām ķīmiskās izturības īpašībām, kas to aizsargā pret skābēm, sāls šķīdumi, izkausēti sāļi, sārmi, kā arī augsta temperatūra.