സിർക്കോണിയയുടെ മികവ് അനാവരണം ചെയ്യുന്നത് അലുമിനയെ കടുപ്പിച്ചു

സിർക്കോണിയം ഓക്സൈഡും അലുമിനിയം ഓക്സൈഡും ചേർന്ന് സിർക്കോണിയ ടഫൻഡ് അലുമിന ലഭിക്കും (ZTA), പല ആപ്ലിക്കേഷനുകളിലും അസാധാരണമായ ഒരു മെറ്റീരിയൽ. മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, ശക്തി, ഒടിവ് കാഠിന്യം, ഇലാസ്തികത, AZ കോമ്പോസിറ്റുകളുടെ ക്ലാസിൽ പെടുന്ന ഈ സംയോജിത സെറാമിക് മെറ്റീരിയലിൽ കാഠിന്യവും വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും വളരെ വിലമതിക്കപ്പെടുന്നു.. ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിക്കായി ZTA തിരഞ്ഞെടുത്തു, താപ പ്രതിരോധവും നാശന പ്രതിരോധവും.

രചനയും ഘടനയും ഡീകോഡ് ചെയ്യുന്നു

മറ്റ് കാര്യങ്ങൾക്കൊപ്പം, സിർക്കോണിയ ടഫൻഡ് അലുമിനയിൽ ഒരു അലുമിന മാട്രിക്സിനുള്ളിൽ ഒരേപോലെ ചിതറിക്കിടക്കുന്ന സിർക്കോണിയ ധാന്യങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.. സാധാരണ, ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു 10-20% അലുമിനയിൽ ZrO2 ൻ്റെ അളവ്. അവരുടെ അനുപാതം അനുസരിച്ച്, ഒരു പ്രത്യേക ആപ്ലിക്കേഷനെ ആശ്രയിച്ച് പ്രത്യേക സവിശേഷതകളുള്ള സെറാമിക്സിലേക്ക് ഘടക മിശ്രിതങ്ങൾ സംഭാവന ചെയ്യുന്നു.

ബിൽഡിംഗ് ബ്ലോക്കുകൾ: അലുമിനയും സിർക്കോണിയയും

അലൂമിനയും സിർക്കോണിയയും ചേർന്നതാണ് ZTA രൂപീകരിക്കുന്ന പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ. മാത്രമല്ല, അലൂമിനിയം ഓക്സൈഡ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ സെറാമിക് മെറ്റീരിയൽ ഓർത്തോപീഡിക് ഇംപ്ലാൻ്റുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു (Al2O3) ചരിത്രത്തിൽ അതിൻ്റെ നല്ല ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റിയും അതോടൊപ്പം മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ഒടിവ് പ്രതിരോധവും കാരണം.

സിർക്കോണിയയുടെ മറ്റൊരു പ്രധാന സ്വത്ത് അതിൻ്റെ കുറഞ്ഞ നാശത്തിൻ്റെ നിരക്കും നല്ല രാസ സ്ഥിരതയും ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയുമാണ്.. സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ലോഹസങ്കരങ്ങളുള്ള അതേ ക്രമത്തിലാണ് ഇതിൻ്റെ യങ്ങിൻ്റെ മോഡുലസ്..

ഇത് എങ്ങനെ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു

ZTA ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുക എന്നതിനർത്ഥം ഒരു അലുമിന മാട്രിക്സിൽ ഉടനീളം ഒരേപോലെ വിതരണം ചെയ്യുന്ന ടെട്രാഗണൽ-ഫേസ് സിർക്കോണിയ ധാന്യങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുക എന്നാണ്.. ഒരു ക്രാക്ക് ടിപ്പ് സ്ട്രെസ് കോൺസൺട്രേഷൻ ഒരു ടെട്രാഗണൽ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയെ ഒരു മോണോക്ലിനിക് ആയി മാറ്റും, അതുവഴി സിർക്കോണിയയുടെ അളവ് വർദ്ധിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.. അത്തരം വോളിയം വികാസം വിള്ളലിൻ്റെ വളർച്ചയെ ഫലപ്രദമായി വിപരീതമാക്കുകയോ നിർത്തുകയോ ചെയ്യുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ കാഠിന്യത്തിലേക്കും ശക്തിയിലേക്കും നയിക്കുന്നു.

ZrO2-Al2O3 സെറാമിക്സിൻ്റെ മെക്കാനിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾ

സമാനമായ സാന്ദ്രത മൂല്യങ്ങളുള്ള പരമ്പരാഗത അലുമിനകളേക്കാൾ ഉയർന്ന കാഠിന്യം ഉൾപ്പെടെ ZTA പ്രദർശിപ്പിക്കുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെ വിപുലമായ ശ്രേണിയുണ്ട്., പരമ്പരാഗത അലുമിനകളേക്കാൾ ഉയർന്ന വഴക്കമുള്ള ശക്തിയും ലീനിയർ താപ വികാസത്തിൻ്റെ പരമ്പരാഗത സിർക്കോണിയസ് കോഫിഫിഷ്യൻ്റിനേക്കാൾ കുറവാണ് (CLTE).

സിർക്കോണിയ ടഫൻഡ് അലുമിനയ്ക്ക് ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയുണ്ട്, താപ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതിനാൽ അത് തുരുമ്പെടുക്കുന്നില്ല.. ZTA-യുടെ ചില പ്രോപ്പർട്ടികൾ ചുവടെയുണ്ട്:

പ്രോപ്പർട്ടി മൂല്യം
കെമിക്കൽ ഫോർമുല Zr-Al2O3
സാന്ദ്രത 4.1-4.38 g/cm^3
കാഠിന്യം 1750-2100 ബട്ടൺ
ഇലാസ്തികത 45-49 x 10^6 psi
ഫ്ലെക്ചർ ശക്തി 100-145 ksi
വിഷത്തിൻ്റെ അനുപാതം 0.26
ഫ്രാക്ചർ കാഠിന്യം 5-7 MPa m^1/2
താപ വികാസത്തിൻ്റെ ഗുണകം 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
താപ ചാലകത 20.0-21.0 W/mK
ഷോക്ക് റെസിസ്റ്റൻസ് 325 °C
പരമാവധി പ്രവർത്തന താപനില 1650 °C

ZrO2-Al2O3 സെറാമിക്സിൻ്റെ പ്രയോഗങ്ങൾ

ഉയർന്ന ശക്തിയും വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധവും ആവശ്യമുള്ള വിവിധ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ സിർക്കോണിയ ടഫൻഡ് അലുമിന ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇവയിൽ വാൽവ് സീലുകൾ ഉൾപ്പെടുന്നു, സ്ലീവ്, പമ്പ് പിസ്റ്റണുകൾ, നോസിലുകളും മറ്റ് വ്യാവസായിക ഭാഗങ്ങളും സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നു.

ZTA യുടെ ജൈവ അനുയോജ്യത

വിവിധ പഠനങ്ങളിൽ, ZTA ഇംപ്ലാൻ്റേഷനിൽ പ്രതികൂല ടിഷ്യു പ്രതികരണം ഉണ്ടാക്കുന്നില്ലെന്ന് റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്, അതിനാൽ ഇത് ഓർത്തോപീഡിക് ലോഡ്-ചുമക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾക്ക് ഒരു നല്ല സ്ഥാനാർത്ഥിയായി മാറുന്നു.. ഇതുകൂടാതെ, കാഠിന്യം, സിർക്കോണിയ-അലുമിന സെറാമിക്സ് പ്രകടിപ്പിക്കുന്ന കാഠിന്യവും ശക്തിയും അവയെ ഓർത്തോപീഡിക് ലോഡ്-ചുമക്കുന്ന ഘടകങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

ഹിപ് ആർത്രോപ്ലാസ്റ്റിയിൽ ZTA

അലുമിന പോലുള്ള സെറാമിക്‌സിനെക്കുറിച്ച് കാര്യമായ ആലോചനകൾ നടന്നിട്ടുണ്ട്, സിർക്കോണിയയും സിർക്കോണിയയും അലുമിനയെ കടുപ്പിച്ചു (ZTA) ഹിപ് ആർത്രോപ്ലാസ്റ്റിയിൽ അനുയോജ്യമായ വസ്തുക്കളായി . ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളോ അലുമിനയോ ഉയർന്ന നിഷ്ക്രിയത്വത്തോടെ പ്രകടമാക്കുന്ന ഇട്രിയ-സ്റ്റെബിലൈസ്ഡ് സിർക്കോണിയയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട പോരായ്മകൾ ഉൾപ്പെടുത്താതെ തന്നെ ZTA യുടെ ഈ ഗുണങ്ങൾ നേടിയെടുത്തു..

മുട്ട് ആർത്രോപ്ലാസ്റ്റിയിൽ ZTA

മിക്കവാറും, മൊത്തം കാൽമുട്ട് ആർത്രോപ്ലാസ്റ്റിക്കുള്ള സെറാമിക് ഇംപ്ലാൻ്റ് ഡിസൈനുകൾ (ടി.കെ.എ) ആധുനിക ടൈറ്റാനിയം അല്ലെങ്കിൽ കോബാൾട്ട്-ക്രോമിയം അലോയ് ഘടകങ്ങൾ ധരിക്കുന്ന കണികകൾ പുറത്തുവിടുമ്പോൾ രോഗികളിൽ ഉണ്ടാകാനിടയുള്ള അലർജി പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ പ്രശ്നം കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.. സിർക്കോണിയ അലുമിനയെ കടുപ്പിച്ചു (ZTA) അത്തരം ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കുള്ള ഒരു അത്യാധുനിക ബയോ മെറ്റീരിയലാണ് മാട്രിക്സ് കോമ്പോസിറ്റ്.

ZTA: വാഗ്ദാനമായ ഭാവി

ZTA-യുടെ ആട്രിബ്യൂട്ടുകളും അതിൻ്റെ സാധ്യതയുള്ള ഉപയോഗങ്ങളും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള വഴികളെക്കുറിച്ചുള്ള തുടർച്ചയായ ഗവേഷണവും വികസനവും ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. മറ്റൊരു ബാച്ച് പ്രോസസ്സ് ചെയ്ത സിർക്കോണിയ ടഫൻഡ് അലുമിന, വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യമായ ബയോലോക്സ് ഡെൽറ്റയേക്കാൾ ഗണ്യമായി കുറഞ്ഞ ഫ്ലെക്സറൽ ശക്തിയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളോടെയാണ് രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിരിക്കുന്നത്.. മറ്റൊന്ന്, ഹിപ് ആർത്രോപ്ലാസ്റ്റിയിൽ അടുത്തിടെ അവതരിപ്പിച്ച സിലിക്കൺ നൈട്രൈഡ് സെറാമിക്സ് കോമ്പോസിറ്റുകളും അലുമിനയെക്കാൾ ഉയർന്ന ശക്തി പ്രകടമാക്കുന്നു. നിരവധി ആപ്ലിക്കേഷനുകളും മികച്ച സവിശേഷതകളും ഉള്ള ZTA യ്ക്ക് ഭാവി ശോഭനമാണ്. അതുകൊണ്ട്, വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച്, വിവിധ മേഖലകളിൽ പ്രത്യേകിച്ച് ബയോമെഡിസിനിൽ പുതിയ ആശയങ്ങൾക്ക് ZTA അടിസ്ഥാനമാകുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.