प्रगत ऍप्लिकेशन्ससाठी झिरकोनिया टफन ॲल्युमिना

ZTA एक ​​अल्युमिना-झिरकोनिया संमिश्र सामग्री आहे, उत्कृष्ट सामर्थ्य आणि कणखरपणा द्वारे ओळखले जाते. ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये सूक्ष्म टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांच्या तणाव-प्रेरित परिवर्तनाद्वारे उत्पादित.

Zirconia सिरेमिक उल्लेखनीय तांत्रिक साहित्य आहेत, उत्कृष्ट कडकपणाची बढाई मारणे, थर्मल स्थिरता, प्रतिरोधक आणि ऑपरेटिंग वातावरण परिधान करा जेथे इतर अनेक सिरेमिक कार्य करू शकत नाहीत. धातू आणि प्लास्टिकची तुलना करता येत नाही. शिवाय, zirconia सिरॅमिक्स देखील साधने बनवण्यासाठी उत्कृष्ट कडकपणा प्रदर्शित करतात.

ताकद

ZTA त्याच्या अपवादात्मक सामर्थ्याने आणि कणखरतेसह सिरेमिक मटेरियलमध्ये वेगळे आहे, प्रतिकार परिधान करा, रासायनिक जडत्व, कमी घर्षण गुणांक, इतरांच्या तुलनेत उच्च कडकपणा/कठोरता गुणोत्तर आणि तुलनेने कमी थर्मल विस्तार गुणांक – कटिंग टूल्स सारख्या ऍप्लिकेशन्ससाठी एक आदर्श सामग्री बनवणे. शिवाय, त्याची बायोकॉम्पॅटिबिलिटी देखील ZTA ला आकर्षक साहित्य निवड बनवते.

ZTA ची व्याख्या ॲल्युमिना मॅट्रिक्समधील टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांच्या अत्यंत एकसमान वितरणाद्वारे केली जाते.. बॉल मिलिंग आणि हाय-एनर्जी ॲट्रिशन मिलिंग यांसारख्या अत्याधुनिक मिक्सिंग तंत्रांचा वापर करून हे पूर्ण केले जाते.; एकदा एकत्र मिसळल्यानंतर पावडर ड्राय प्रेसिंग वापरून त्यांच्या इच्छित घटकात तयार केली जाऊ शकतात, आयसोस्टॅटिक दाबणे, इंजेक्शन मोल्डिंग किंवा एक्सट्रूझन तंत्र.

ऍल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये पसरलेले झिरकोनिया क्रॅक ऊर्जा शोषून आणि नष्ट करून फ्रॅक्चर कडकपणा सुधारते, ट्रान्सफॉर्मेशन टफनिंग म्हणून ओळखले जाते. झिरकोनिया कंप्रेसिव्ह तणाव निर्माण करून प्रतिकारशक्ती निर्माण करण्यास देखील योगदान देते जे क्रॅकचा प्रसार रोखतात – स्व-शार्पनिंग म्हणून ओळखले जाते – ZTA चाके ग्राइंडिंगसाठी एक उत्कृष्ट सामग्री पर्याय बनवणे.

कणखरपणा

Zirconia toughened Alumina (ZTA) सिरॅमिक्स प्रभावी ताकद आणि फ्रॅक्चर कडकपणाचा अभिमान बाळगतात, त्यांना विविध ऍप्लिकेशन्स आणि वातावरणांमध्ये वापरण्यासाठी परिपूर्ण बनवणे. ही उल्लेखनीय लवचिकता तणाव-प्रेरित दंडाच्या फेज परिवर्तनातून येते, ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये एकसमान पसरलेले टेट्रागोनल झिरकोनिया कण; झिर्कोनिया-ॲल्युमिनाचे मायक्रोक्रॅक नेटवर्क तयार करण्यासाठी ताण फेज ट्रान्सफॉर्मेशनला प्रेरित करते जे क्रॅकच्या प्रसाराची ऊर्जा शोषून घेते आणि फ्रॅक्चर प्रतिरोध वाढवताना त्यांचा प्रसार प्रभावीपणे विलंब करतात (क्लॉसेन 1976).

ZTA त्याच्या उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोधामुळे वेगळे आहे. टेट्रागोनल-मोनोक्लिनिक फेज रचना त्याच्या अद्वितीय संयोजनाबद्दल धन्यवाद, हे सिरेमिक तपमानातील जलद बदलांना क्रॅक किंवा तुटल्याशिवाय तोंड देऊ शकते, झिरकोनियाचे त्याच्या मेटास्टेबल टेट्रागोनल फॉर्ममध्ये तणाव-प्रेरित रूपांतर संकुचित ताण निर्माण करते जे त्याच्या ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये क्रॅक तयार करण्यास प्रतिबंध करते आणि लक्षणीयपणे कडकपणा वाढवते ज्यामुळे ZTA ची कार्यक्षमता वाढते.

ZTA केवळ त्याच्या मजबूतच नाही, टेट्रागोनल-मोनोक्लिनिक संरचना आणि उच्च फ्रॅक्चर कडकपणा, परंतु थर्मल विस्ताराचा कमी गुणांक देखील (CTE), अति तापमान किंवा वातावरणाची आवश्यकता असलेल्या ऍप्लिकेशन्ससाठी योग्य बनवणे जेथे मितीय स्थिरता महत्त्वपूर्ण आहे, जसे की अचूक घटक किंवा इलेक्ट्रॉनिक पॅकेजेस.

रासायनिक प्रतिरोधकतेच्या संयोजनामुळे वैद्यकीय रोपण सामग्रीमध्ये ZTA वेगळे आहे, यांत्रिक गुणधर्म आणि ताण सहाय्यक गंज प्रतिरोधक पाणी किंवा शरीरातील द्रव, ऑर्थोपेडिक फेमोरल हेड्स आणि एसिटॅब्युलर लाइनर्स सारख्या वैद्यकीय प्रत्यारोपणासाठी ते प्रमुख उमेदवार बनवणे. BioLOX डेल्टा बायोमटेरियल हे असेच एक उदाहरण आहे; दोन्ही ऍप्लिकेशन्ससाठी ऑर्थोपेडिक शस्त्रक्रिया दरम्यान मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

गंज प्रतिकार

ZTA मध्ये ॲल्युमिना आणि झिरकोनिया या दोन्हींचे उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत, रासायनिक हल्ला आणि पोशाख दोन्हीसाठी ते अत्यंत प्रतिरोधक बनवते, गंज-प्रवण वातावरण किंवा पुनरावृत्ती घर्षण किंवा यांत्रिक ताण यांचा समावेश असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी ते परिपूर्ण बनवणे.

ॲल्युमिनाच्या कडकपणाला झिरकोनियाच्या कणखरपणासह एकत्रित केल्याने उत्कृष्ट ट्रायबोलॉजिकल गुणधर्म प्राप्त होतात जे जास्त भार आणि दीर्घकालीन वापरासह घटकांमध्ये उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोधक बनवतात., जसे की ऑर्थोपेडिक रोपण, कटिंग टूल्स आणि द्रव व्यवस्थापनात वापरले जाणारे प्रतिरोधक घटक परिधान करा (थ्रेड मार्गदर्शक, बेअरिंग्ज, नोजल इ). हे संयोजन विशेषतः वैद्यकीय आणि औद्योगिक सेटिंग्ज जसे की ऑर्थोपेडिक इम्प्लांटमध्ये लागू आहे, कटिंग टूल्स किंवा द्रव व्यवस्थापन (थ्रेड मार्गदर्शक बेअरिंग नोजल इ).

ZTA च्या वर्धित फ्रॅक्चर कडकपणाचे श्रेय त्याच्या अल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये बारीक वितरीत झिरकोनिया कणांना दिले जाऊ शकते.. जेव्हा क्रॅक पसरू लागतात, जेव्हा त्यांची ऊर्जा वाढते आणि पुढे प्रसारित होते, हे टेट्रागोनल झिरकोनिया ग्रेन्स ट्रान्सफॉर्मेशन टफनिंग मेकॅनिझमचा भाग म्हणून शोषून घेण्यासाठी आणि विसर्जित करण्यासाठी फेज ट्रान्सफॉर्मेशनमधून जातात – त्यामुळे या सामग्रीचा फ्रॅक्चर कडकपणा सुधारतो.

ZTA सिरॅमिकच्या निर्मितीमध्ये यश अशुद्धतेपासून मुक्त प्रीमियम-गुणवत्तेच्या झिरकोनिया आणि ॲल्युमिना पावडर वापरण्यात आहे. कूलिंग दरम्यान उत्स्फूर्त टेट्रागोनल-टू-मोनोक्लिनिक झिरकोनिया ट्रान्सफॉर्मेशन टाळण्यासाठी आणि मेटास्टेबल मोनोक्लिनिक फेज फॉर्मेशन कमी करण्यासाठी सिंटरिंग नियंत्रित करणे आवश्यक आहे जे पाण्याच्या रेणूंसह केमिसॉर्प्शनसाठी संवेदनाक्षम आहे ज्यामुळे दीर्घकालीन वापरामुळे तापमान कमी होते.; अशा अवांछित घटना टाळण्यासाठी सेंट-गोबेन झिरप्रोच्या ZTA सिरेमिकची सिंटरिंग प्रक्रिया विशेषतः तयार केली गेली होती.. सुदैवाने सेंट-गोबेन झिरप्रो सिरेमिकचे ZTA सिरेमिक विशेषतः अशा घटना घडू नये म्हणून डिझाइन केलेले आहे –

थर्मल स्थिरता

Zirconia toughened Alumina (ZTA) क्रॅक किंवा तुटल्याशिवाय तापमानात जलद बदल सहन करू शकतात, ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये विखुरलेल्या झिरकोनिया कणांमुळे उष्णता ऊर्जा शोषून घेतात आणि संकुचित ताण निर्माण करतात जे क्रॅक आणि अपयशास प्रतिबंध करतात. कारण ZTA औष्णिक ऊर्जा इतक्या प्रभावीपणे शोषून घेते, ही सामग्री उच्च-तापमान प्रतिरोधक मागणी असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी उत्कृष्ट निवड करते.

ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये झिरकोनिया जोडल्याने फ्रॅक्चर कडकपणा वाढू शकतो आणि त्याच वेळी ताकद आणि पोशाख प्रतिरोध यांसारख्या यांत्रिक गुणधर्मांमध्ये सुधारणा होते.. ZTA मधील वाढलेली फ्रॅक्चर टफनेस हे सभोवतालच्या तापमानात मेटास्टेबल टेट्रागोनल टप्प्यापासून मोनोक्लिनिक टप्प्यात तणाव-प्रेरित परिवर्तनास कारणीभूत आहे.; ॲल्युमिना पेक्षा लहान झिरकोनिया धान्य आकाराने वाढलेला प्रभाव.

बायोलॉक्स डेल्टा सारख्या ZTA मटेरियलमध्ये टेट्रागोनल झिरकोनिया फेज जतन करण्यासाठी स्टेबिलायझर्सचा वापर वारंवार केला जातो.; तथापि, कण वितरण आणि फ्रॅक्चर कडकपणाच्या बाबतीत स्टॅबिलायझर्सशिवाय समान परिणाम प्राप्त केले जाऊ शकतात.

ॲल्युमिना आणि झिरकोनियाचे मिश्रण प्रगत सिरेमिक तयार करते जे ताकदीने उत्कृष्ट आहे, फ्रॅक्चर कडकपणा, लवचिकता आणि कडकपणा – संरचनात्मक कार्यप्रदर्शन आणि गंज प्रतिकार आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी आवश्यक वैशिष्ट्ये. ZTA सिरॅमिक्स जास्त कामगिरी करतात 99% ॲल्युमिना सिरॅमिक्स किफायतशीर असल्याने विशिष्ट अनुप्रयोगाच्या गरजा अधिक कार्यक्षमतेने पूर्ण करतात; त्यांचे गुणोत्तर विशेषत: तयार केले जाऊ शकते.