Цирконија зацврстена Алумина

Композитите од алумина-цирконија се стврднуваат преку трансформација на фини тетрагонални циркониски честички предизвикани од стрес во тврди, силни материјали со екстремна цврстина и цврстина што ги прави погодни за различни примени и средини.

Gelcasting се користеше за изработка на примероци ZTA, со внимателно внимание посветено на оптимизирање на подготовката на кашеста маса со различни цврсти оптоварувања, процеси на обликување и одлевање, сушење со растворувач (осмотско наспроти сушење со воздух), и процесите на пиролиза и синтерување кај 1550 и 1650 degC за цели на сушење. Густина, цврстина, Беа спроведени проценки на цврстина на фрактура и на свиткување на сите примероци направени со гелкастинг.

Има висока цврстина

Цирконија ја зацврсти алумината (ZTA) е идеален за тешки апликации поради неговата висока цврстина. Фабрикувани со употреба на гел кастинг, ZTA нуди заштеда на трошоците во однос на другите керамички материјали додека може да се пофали со супериорна сила. ZTA може да толерира температури од 1650 degC додека останува рентабилно поради тоа што се состои од прашоци од цирконија и алуминиум стабилизирани со итриа кои се комбинирани со помош на техники за лиење и синтерување со гел.

ZTA керамиката се издвојува поради нивната извонредна цврстина поради нејзината трансформација од тетрагонални во моноклинични фази, зголемување на цврстината на фрактурата за дури два. Овој механизам е предизвикан од разликите помеѓу нивниот еластичен модул помеѓу нивните соодветни фази – цирконија и алумина соодветно – што значи дека стресните полиња создадени за време на фазната трансформација всушност делуваат за да го ублажат ширењето на пукнатините што го прави ZTA многу поцврст од традиционалната керамика од алуминиум.

Алумина зацврстена со цирконија може да се пофали со супериорна цврстина и цврстина на фрактура во однос на AlN, како и супериорна цврстина на виткање во споредба со двата од тие материјали, што го прави одличен кандидат за автомобилски и одржливи енергетски апликации. Понатаму, ZTA се одликува со супериорна отпорност на термички удар, како и добри својства на електрична изолација, што го прави погоден за автомобилска употреба и други медицински намени; згора на тоа, ЗТА не покажува оштетување на ДНК или канцерогенетски ефекти во клетките на цицачите, обезбедување потенцијална употреба како материјал за забен имплант поради неговите одлични механички својства и својства на биокомпатибилност.

Има висока цврстина

Цирконија ја зацврсти алумината (ZTA), или Алумина зацврстена со циркониум, е керамички материјал составен и од алумина и од циркониум кој нуди исклучителни механички својства како што се висока цврстина на виткање, цврстина на фрактура, еластичност, цврстина и отпорност на абење. Односот помеѓу овие материјали може лесно да се менува за да се исполнат одредени апликации; Производите на ZTA ги надминаа оние што се направени со чист цирконија, додека се поекономични.

Овој материјал успешно се користи во замена на колк на феморални глави и ацетабуларни облоги поради неговата биокомпатибилност и долгорочни способности за носење оптоварување. Сепак, неговата соодветност мора прво да се оцени in vivo.

ZTA постигнува висока цврстина поради неговата метастабилна тетрагонална структура и силата на притисок од матрицата на алуминиум, каде што високите напрегања на истегнување предизвикуваат зацврстување на трансформацијата; односно, цирконија се трансформира во моноклинични форми кога е подложена на сили на компресија од алуминиумска матрица, произведувајќи стресни енергии кои го забавуваат или запираат ширењето на пукнатините, со што се создаваат трансформациски зацврстувачки ефекти кои го спречуваат ширењето на пукнатината.

ZTA може да се пофали со значително зголемена цврстина на виткање 99% алуминиумска керамика поради неговата метастабилна тетрагонална фаза и матрицата на алуминиум, значително го надминува во овој поглед. Сепак, композитите од алумина-цирконија може да станат кршливи поради помала хомогеност и заглавување на воздухот, како и агломерација на честички што доведува до дефекти во точка и намалена јакост на виткање – сепак неговите перформанси ги надминуваат традиционалните керамика од алумина во медицинските и индустриските апликации.

Има висока јачина

Алумина зацврстена со цирконија е исклучително издржлив материјал, што го прави погоден за носечки апликации. Произведено преку трансформација предизвикана од стрес на фини тетрагонални цирконски честички во матрица од алуминиум, неговото производство резултира со високо рамномерна дистрибуција на честички со исклучителни својства на цврстина и цврстина.

Керамиката е исто така високо отпорна на хемиска корозија. Погоден е за многу намени, вклучувајќи медицински импланти и забни материјали поради неговата способност да издржи повеќекратна изложеност на телесни течности и хемикалии.

ZTA се издвојува и со отпорноста на термички удари, бидејќи неговите честички од цирконија дисперзирани во алуминиумска матрица апсорбираат топлинска енергија и создаваат притисок на притисок за да се избегне формирање на пукнатини – ова овозможува ZTA керамиката безбедно да се користи за апликации со висока температура како што се компонентите на печката и деловите на турбинскиот мотор без да се ризикува оштетување или дефект.

ZTA ја црпи својата сила од структурата и дистрибуцијата на наночестичките, како и топло изостатско пресување и конвенционално синтерување за зголемена доверливост. За дополнителна флексибилност, може да се произведува и со употреба на методи за производство на сол-гел кои ги трансформираат молекулите во цврсти материи – во овој пример, комбинирање прашок од алуминиум и прашок од цирконија во течност слична на гел, која потоа може да се формира во различни форми пред да се пече во рерна додека не се стврдне пред да се одлепи и суши за да се добие ZTA со фини кристални структури со висока густина, заедно со изменетиот кристал, атомски, електронски состојби што резултираат со ZTA кои покажуваат висока густина, како и изменет кристал, атомски состојби како и изменети кристални структури, изменети кристални структури како и изменети кристали, атомски состојби што резултираат со изменет кристал, атомски состојби за зголемена доверливост.

Има отпорност на високи температури

Материјалот ZTA нуди супериорна температурна отпорност, што го прави погоден за апликации кои бараат екстремна издржливост. Понатаму, неговата отпорност на корозија и поголема цврстина на виткање го прават ZTA погоден за долготрајна изложеност на температури до 1773 К – што го прави одличен избор за долгорочна изложеност на опремата на високи нивоа на топлина.

Неодамнешните истражувања покажуваат дека цирконија ги подобрува механичките својства на алумина, конкретно неговата цврстина и цврстина на виткање. Овој ефект се јавува затоа што честичките од цирконија формираат притисок на притисок врз матрицата на алуминиум кога се под стрес; овој притисок на притисок помага да се намали ширењето на пукнатините додека истовремено ја зголемува цврстината на фрактурата.

Бројни фактори влијаат на перформансите на ZTA композитите, како што се неговите методи и температури на синтерување како и количината на додадена цирконија. Општо земено, додавањето повеќе цирконија има тенденција да ги подобри перформансите; сепак премногу цирконија може да ја намали неговата цврстина на виткање, како и цврстина на фрактура.

Алумина зацврстена со цирконски алуминиум (ТОА) е напреден технички керамички материјал кој се користи во различни индустриски апликации. Изграден од алумина и циркониум оксид поврзани со керамички врски кои ја зголемуваат јакоста на свиткување и цврстината на фрактура на материјалот, AZT прави одличен материјал за машини изложени на високи температури како што се печки и печки.