Zirconia toughened Alumina सह अतुलनीय कडकपणा (ZTA) सिरॅमिक्स

Zirconia toughened Alumina (ZTA) सिरेमिक अतुलनीय कणखरपणाचा अभिमान बाळगतात. ते उत्कृष्ट पोशाख प्रतिकार बढाई मारतात, रासायनिक जडत्व आणि दैनंदिन कामांमध्ये सहज कार्यक्षमतेसाठी कमी घर्षण – धातूपेक्षा जास्त कडकपणा आणि कडकपणाचा उल्लेख करू नका.

ZTA मध्ये ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये मेटास्टेबल टेट्रागोनल झिरकोनिया पॉलीक्रिस्टल एग्ग्लोमेरेट्सचा समावेश आहे ज्यामध्ये तणाव-प्रेरित फेज रूपांतर मोनोक्लिनिक स्वरूपात होते., अशा प्रकारे कातरण ताण पसरवणे आणि क्रॅकचा प्रसार थांबवणे, सामान्यतः ट्रान्सफॉर्मेशन टफनिंग म्हणून ओळखले जाते.

गंज प्रतिरोधक

ZTA शुद्ध ॲल्युमिनाच्या तुलनेत उत्कृष्ट रासायनिक प्रतिकार देते आणि ऱ्हास न होता अत्यंत तापमानाला तोंड देऊ शकते, कठोर वातावरण आणि परिस्थितीत औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी आदर्श सामग्री निवड बनवणे.

ZTA चे कणखरपणा झिरकोनिया कणांद्वारे वाढवले ​​जाते जे ऊर्जा पसरवतात आणि शोषतात, क्रॅक टाळण्यासाठी मदत. य्ट्रियम ऑक्साईडसह डोप केल्यावर, झिर्कोनिया तणावादरम्यान मेटास्टेबल टेट्रागोनल फेजपासून मोनोक्लिनिकमध्ये बदलते ज्यामुळे फ्रॅक्चर कडकपणा वाढवणारे कॉम्प्रेसिव्ह स्ट्रेस तयार होतात.

झिरकोनिया-आधारित सिरॅमिक्स जसे की ZTA मध्ये थर्मल शॉकचा प्रतिकार करण्यासाठी ॲल्युमिना कण असतात. हे ग्राइंडिंग आणि कटिंग सारख्या उच्च कार्यक्षमतेच्या अनुप्रयोगांमध्ये क्रॅक किंवा अपयशाशिवाय जलद तापमान बदलांना तोंड देण्यास अनुमती देते; त्याचा कमी रेखीय आणि टॉर्शनल विस्तार उत्कृष्ट लोड-असर क्षमता आणि कार्यप्रदर्शन क्षमता प्रदान करतो. ZTA बढाई मारतो 2-3 अपवादात्मक भार सहन करण्याची क्षमता आणि कार्यप्रदर्शन क्षमतांसाठी कमी रेखीय/टॉर्शनल विस्तार गुणांक असताना शुद्ध ॲल्युमिनाच्या तुलनेत पटीने मजबूत तन्य शक्ती.

उच्च कडकपणा

ZTA मागणी असलेल्या ऍप्लिकेशन्ससाठी अपवादात्मक सामग्रीसाठी झिरकोनिया टफनिंगसह ॲल्युमिनाची ताकद आणि टिकाऊपणा एकत्र करते. हे संयोजन अतुलनीय सामर्थ्य देते, फ्रॅक्चर कडकपणा, एका पॅकेजमध्ये लवचिकता आणि कडकपणा गुणधर्म.

क्लॉसेनने शोधून काढले 1976 ॲल्युमिनामध्ये अस्थिर झिरकोनिया जोडल्याने फ्रॅक्चर कडकपणा लक्षणीय वाढतो, त्याच्या मॅट्रिक्समध्ये विखुरलेल्या बारीक टेट्रागोनल अवक्षेपणांच्या टेट्रागोनल-मोनोक्लिनिक परिवर्तनामुळे. अशा मेटास्टेबल अवक्षेपणांना क्रॅक फ्रंट किंवा त्यांच्या अडथळ्यापासून मुक्त होण्याच्या इतर स्त्रोतांद्वारे मुक्त होईपर्यंत बदलण्यापासून प्रतिबंधित केले जाते., जसे की वितळणे.

हॉट-प्रेस्ड 10mol% yttria-स्थिर झिरकोनिया (10YSZ), पासून असलेले कण किंवा प्लेटलेटसह प्रबलित 0 30wt% पर्यंत ॲल्युमिना सामग्री कठोर शक्तीच्या अधीन होती, फ्रॅक्चर कडकपणा आणि मंद क्रॅक वाढीच्या चाचण्या हवेत 1000C वर. या रचना सामग्रीसह प्लेटलेट कंपोझिटसाठी जास्तीत जास्त लवचिक सामर्थ्य आणि फ्रॅक्चर कडकपणा प्राप्त झाल्याचे परिणामांनी दाखवून दिले..

उच्च तन्य शक्ती

Zirconia सिरेमिक शक्ती एक विलक्षण संयोजन ऑफर, लवचिकता, आणि अष्टपैलुत्व जे पारंपारिक तांत्रिक सिरॅमिकपेक्षा जास्त आहे. ZTA सारखी झिरकोनिया फॉर्म्युलेशन आजच्या सर्वात कठीण ऍप्लिकेशन्ससाठी उपाय प्रदान करते ज्यामध्ये एरोस्पेस घटक कठोर वातावरणात टिकून आहेत ते पुढील पिढीच्या बायोमेडिकल इम्प्लांट्सपर्यंत दीर्घायुष्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत. – आजच्या सर्वात महत्त्वाच्या गरजांसाठी विश्वसनीय उपाय प्रदान करणे.

ZTA त्याच्या उत्कृष्ट लवचिक सामर्थ्यामुळे इतर सामग्रीमध्ये वेगळे आहे, फ्रॅक्चर कडकपणा आणि त्याच्या मेटास्टेबल टेट्रागोनल फेजमुळे क्रॅक प्रसारास प्रतिकार. कमी तापमानात मोनोक्लिनिक झिरकोनियामध्ये होणारे हे रूपांतर पुढील वाढ थांबवण्यासाठी क्रॅक फ्रंटच्या पुढे असलेल्या झोनला संकुचित करते..

Yttria अंशतः स्थिर Zirconia (Y-TZP) आणि सेरिअम अंशतः स्थिर झारकोनिया (What-TZP) कमी तापमानात यट्रिया किंवा सेरिअम राखून टेट्रागोनल फेज टिकवून ठेवल्यामुळे ZTA सारखीच अपवादात्मक कडकपणाची वैशिष्ट्ये प्रदर्शित करा, अधिक आटोपशीर तापमान श्रेणीत परिवर्तनास परवानगी देणे आणि चक्रीय लोडिंग चाचण्यांदरम्यान ॲल्युमिना समकक्षांपेक्षा कमी पृष्ठभागाचे नुकसान दर्शवणे.

कमी घर्षण

झिरकोनिया हे उपलब्ध सर्वात कठीण अभियांत्रिकी सिरॅमिक्सपैकी एक आहे आणि त्याचे कमी घर्षण गुणधर्म स्नेहन आवश्यकता कमी करताना पोशाख प्रतिरोध वाढविण्यास मदत करतात..

ZTA सिरॅमिक्समध्ये जास्तीत जास्त कडकपणासाठी ॲल्युमिना असते. हे ॲल्युमिना मॅट्रिक्समधील मेटास्टेबल यट्रिया-स्थिर टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांना अपरिवर्तित राहू देते, धान्यांच्या विणलेल्या जाळ्यामुळे स्फटिकासारखे उरलेले.

नियंत्रित रचना आणि प्रक्रिया परिस्थिती हे सुनिश्चित करते की उत्स्फूर्त टेट्रागोनल-टू-मोनोक्लिनिक परिवर्तन सिंटरिंग तापमानापासून थंड झाल्यावर होत नाही., फ्रॅक्चर कडकपणा चाचणीमध्ये मल्टी-हिट क्षमतेमध्ये योगदान. शिवाय, लहान धान्य आकारांसह ॲल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिटमध्ये उच्च एकजिनसीपणाचा परिणाम कमी क्रॅक एनर्जीमध्ये होतो ज्यामुळे डायमंड इंडेंटेशन चाचण्यांमध्ये क्रॅकची लांबी कमी होते.

उच्च थर्मल विस्तार

ॲल्युमिना मॅट्रिक्सचे बंधनकारक बल ते टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांना थंड झाल्यावर मोनोक्लिनिक झिरकोनियामध्ये संक्रमण होण्यापासून रोखण्यास सक्षम करते, अशा प्रकारे बनवणे 10 तीळ % yttria-स्थिर झिरकोनिया-ॲल्युमिना कंपोझिट स्थिर आणि क्रॅक मुक्त.

झिरकोनियामध्ये सेरिअम जोडल्याने ते अंशतः स्थिर होऊ शकते (What-TZP). Ce-TZP त्याचा टेट्रागोनल टप्पा खोलीच्या तपमानावर ठेवते आणि लक्षणीयपणे कडकपणा वाढवते, पारंपारिक दंत सिरेमिक सामग्रीच्या तुलनेत फ्रॅक्चर कडकपणा आणि लवचिक सामर्थ्य.

Zirconia Toughened Alumina कंपोझिट ज्यात Ce-TZP समाविष्ट आहे, ytria-स्थिर झिरकोनिया (Y-TZP), किंवा मॅग्नेशिया-स्थिर झिरकोनिया (Mg-PSZ) ॲल्युमिना आणि मोनोलिथिक झिरकोनिया या दोहोंच्या तुलनेत अपवादात्मक कणखरपणा प्रदर्शित करते, वैद्यकीय रोपण सारख्या अर्जांची मागणी करण्यासाठी ZTA योग्य उमेदवार बनवणे, एरोस्पेस घटक आणि औद्योगिक यंत्रसामग्री. ZTA मध्ये अनेक रासायनिक प्रतिरोधक गुणधर्म देखील आहेत जे ऍसिडपासून संरक्षण करतात, मीठ उपाय, वितळलेले लवण अल्कली तसेच उच्च तापमान.