Cirkonija rūdīts alumīnija oksīds – Uzlabots spēks rūpnieciskajai izcilībai

Cirkonija rūdīts alumīnija oksīds (ZTA) ir izcila keramika, izceļas ar augstu stingrību un izturību pret lūzumiem, pateicoties itrija stabilizētā cirkonija daļiņām, kas izkliedētas caur alumīnija oksīda matricu.

Šis materiāls var izturēt straujas temperatūras izmaiņas, neplaisājot vai nesalaužot, iztur ķīmisko koroziju un nodrošina lielisku termisko triecienu izturību.

Lieliska izturība pret koroziju

ZTA keramika piedāvā ideālu līdzsvaru starp spēku un vērtību, ir stiprāks par alumīnija oksīda izstrādājumiem, bet lētāks nekā tīrs cirkonija oksīds. To mehāniskās īpašības – lūzuma stingrība, lieces izturība un cietība, kā arī termiskā triecienizturība – padariet tos piemērotus rūpniecisko instrumentu, piemēram, griešanas riteņu, izgatavošanai.

ZTA sasniedz savas izcilās īpašības, pievienojot itrija stabilizētu cirkoniju (YSZ) daļiņas alumīnija oksīda matricā. Vienmērīgi izkliedējot visā, YSZ palīdz optimizēt abu elementu izturību pret lūzumiem un stiepes izturību, radot izcilu nodilumizturību, ķīmiskā inerce istabas temperatūrā un karstās cietības/uztveršanas stiprības īpašības izcilam keramikas materiālam.

ZTA firmas apraksts’ mehāniskās īpašības lielā mērā ir atkarīgas no to apstrādes ceļiem pulveru ražošanā, ieskaitot termiskās procedūras, kalcinēšanas metodes, žāvēšanas paņēmieni un saķepināšanas procesi, kā arī pielāgota formēšana ar ražošanas laikā pievienotām piedevām. Visi šie faktori nekavējoties ietekmē viņu spēku, elastības un cietības īpašības.

Lieliska termiskā trieciena izturība

ZTA keramika piedāvā lielisku termisko triecienu izturību, padarot tos par lielisku izvēli kosmosa lietojumiem, kam nepieciešams augsts izturības līmenis, stingrība, un ķīmiskā inerce. Vienmērīgi izkliedējot alumīnija oksīda matricā, YSZ var optimizēt. Viena no šādām transformācijas rūdītajām cirkonija-alumīnija oksīda keramikas izstrādājumiem, ko mēs piedāvājam, ir BIOLOX delta, ko var izmantot ortopēdiskām nesošajām detaļām, piemēram, gūžas locītavas protezēšanai..

Stresa izraisīta transformācija no metastabilas tetragonālas uz monoklīnisku YSZ struktūru rada tilpuma palielināšanos un bīdes deformāciju, kas novērš plaisu izplatīšanos, palielinot izturību pret lūzumiem, vienlaikus uzlabojot lieces izturību. Šādas alumīnija oksīda-YSZ transformācijas rūdītas keramikas veiktspēja ir atkarīga no apstrādes apstākļiem, kā arī no tās sastāvā esošo oksīdu stehiometrijas saķepināšanas procesā..

Slikti kontrolēti saķepināšanas apstākļi var izraisīt zemu lieces izturību un sliktu alumīnija oksīda-YSZ matricas viendabīgumu., iespējams, gaisa aizķeršanās vai daļiņu aglomerācijas dēļ. Pievienojot piedevas, piemēram, itrija vai magnija oksīdus, var samazināt tetragonālas līdz monoklīniskai transformācijas temperatūru un uzlabot cirkonija oksīda saķepināšanas īpašības.

Lieliska nodilumizturība

ZTA izceļas ne tikai ar termiskā triecienizturību un izturību pret koroziju, bet ir arī ļoti nodilumizturīgs, pateicoties tā tetragonālās-monklīniskās fāzes transformācijas apvalka mehānismam. Turklāt, in vitro pētījumi atklāja, ka ZTA komponenti ir mazāk pakļauti hidrotermiskai noārdīšanai – kaut kas ļoti nozīmīgs gūžas locītavas augšstilba kaula galvas un kausu keramikā (piemēram, CeramTec ražotais BIOLOX delta).

Simulēti nodiluma testi, kas veikti ZTA komponentiem, kas izgatavoti no alumīnija oksīda-cirkonija oksīda kompozītmateriāliem, ir devuši iespaidīgus rezultātus nodilumizturības ziņā, lieces izturība un cietība. ZTA paraugi, kas pakļauti vairākiem cikliem gūžas simulatorā, uzrādīja minimālu degradāciju ar ievērojami zemāku virsmas raupjumu nekā monolīta cirkonija oksīda komponentiem.

ZTA komponenti ir pierādījuši, ka tie ir piemēroti prasīgiem lietojumiem automobiļu ražošanā (karstās un aukstās formēšanas instrumenti, kārbu aizvēršanas veltņi un virzuļi); enerģētikas nozare (gultņi, atveru ieliktņi un virpuļu meklētāji); pārtikas pārstrāde (homogenizējošās sūkņa daļas); un enerģētikas nozare. To mehāniskās īpašības ir atkarīgas no daudziem mainīgajiem: sagatavošanas ceļi, ko izmanto pulveru pagatavošanai; kalcinēšanas laikā izmantotās žāvēšanas metodes; veidošanas metodes, kas pieņemtas saķepināšanas metožu laikā; pielāgota formēšana; pievienotās piedevas un daļiņu izmēra sadalījums cita starpā.

Lielisks spēks

ZTA keramika izmanto stresa izraisītu transformāciju, lai integrētu cirkoniju alumīnija oksīda matricā, laika gaitā palielinot izturību un izturību. Tas padara ZTA par lielisku keramikas risinājumu rūpnieciskiem lietojumiem, kuriem nepieciešama izturība, augsta izturība pret koroziju, termiskā trieciena tolerance un termiskā šoka tolerance.

Zem slodzes, tetragonālas metastabilās nogulsnes kubiskā alumīnija oksīdā pēkšņi pārvēršas monoklīniskās daļiņās, kas palielina to izturību pret lūzumiem, veidojot spiedošus virsmas slāņus, kas pielīp plaisām tās matricā..

Transformācijas rūdīšana ir parādība, kas pazīstama kā lūzumu rūdīšana, kur paaugstināta alumīnija oksīda izturība pret lūzumiem rada īsāku plaisas garumu, mazāka plaisu apslāpēšana, un uzlabota mijiedarbība ar jau esošām mikroplaisām. Tas ļauj izveidot cieto un cieto gultņu kombinācijas, ko izmanto mūsdienu medicīnas keramikas izstrādājumos, piemēram, gūžas locītavas protezēs.. Turklāt, Itrija stabilizēti cirkonija implanti, kas pazīstami kā y-TZP, nodrošina aizsardzību pret nodilumu laika gaitā.