Zirconia toughened Alumina

ॲल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिट्स तणाव-प्रेरित सूक्ष्म टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांचे कठोर मध्ये रूपांतर करून कठोर होतात., अत्यंत सामर्थ्य आणि कणखरतेसह मजबूत साहित्य जे त्यांना विविध अनुप्रयोग आणि वातावरणासाठी योग्य बनवते.

जेलकास्टिंगचा वापर ZTA नमुने तयार करण्यासाठी केला गेला, वेगवेगळ्या सॉलिड लोडिंगसह स्लरी तयार करणे इष्टतम करण्यासाठी काळजीपूर्वक लक्ष दिले जाते, मोल्डिंग आणि डी-मोल्डिंग प्रक्रिया, सॉल्व्हेंट कोरडे करणे (ऑस्मोटिक विरुद्ध हवा कोरडे), आणि पायरोलिसिस आणि सिंटरिंग प्रक्रिया येथे 1550 आणि 1650 कोरडे करण्याच्या हेतूने degC. घनता, कडकपणा, जेलकास्टिंग वापरून तयार केलेल्या सर्व नमुन्यांवर फ्रॅक्चर कडकपणा आणि लवचिक शक्तीचे मूल्यांकन केले गेले.

यात उच्च कडकपणा आहे

Zirconia toughened alumina (ZTA) त्याच्या उच्च कडकपणामुळे अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी आदर्श आहे. जेल कास्टिंग वापरून फॅब्रिकेटेड, ZTA इतर सिरेमिक मटेरिअलच्या तुलनेत किमतीत बचत करते आणि उच्च सामर्थ्य वाढवते. ZTA चे तापमान सहन करू शकते 1650 जेल कास्टिंग आणि सिंटरिंग तंत्राचा वापर करून एकत्रित केलेल्या यट्रिया-स्टेबिलाइज्ड झिरकोनिया आणि ॲल्युमिनाच्या पावडरचा समावेश असल्यामुळे कमी खर्चात degC.

ZTA सिरेमिक्स त्यांच्या उल्लेखनीय कणखरतेमुळे टेट्रागोनल ते मोनोक्लिनिक टप्प्यात झालेल्या परिवर्तनामुळे वेगळे दिसतात, फ्रॅक्चर कडकपणा दोनने वाढवणे. ही यंत्रणा त्यांच्या संबंधित टप्प्यांमधील लवचिक मॉड्यूलसमधील फरकांमुळे उद्भवते – झिरकोनिया आणि ॲल्युमिना अनुक्रमे – म्हणजे फेज ट्रान्सफॉर्मेशन दरम्यान निर्माण झालेली स्ट्रेस फील्ड प्रत्यक्षात क्रॅक प्रोपगेशन कमी करण्यासाठी कार्य करते ज्यामुळे ZTA पारंपारिक ॲल्युमिना सिरॅमिक्सपेक्षा खूप कठीण बनते.

झिरकोनिया-टफन ॲल्युमिना AlN पेक्षा उत्कृष्ट कडकपणा आणि फ्रॅक्चर कडकपणाचा दावा करते, तसेच त्या दोन्ही सामग्रीच्या तुलनेत उत्कृष्ट लवचिक सामर्थ्य, ऑटोमोटिव्ह आणि टिकाऊ ऊर्जा अनुप्रयोगांसाठी ते एक उत्कृष्ट उमेदवार बनवते. शिवाय, ZTA मध्ये उत्कृष्ट थर्मल शॉक रेझिस्टन्स तसेच चांगले इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन गुणधर्म आहेत, ऑटोमोटिव्ह वापरासाठी आणि इतर वैद्यकीय वापरासाठी योग्य बनवणे; शिवाय, ZTA सस्तन प्राणी पेशींमध्ये DNA नुकसान किंवा कर्करोगजन्य प्रभाव प्रदर्शित करत नाही, उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म आणि बायोकॉम्पॅटिबिलिटी गुणधर्मांमुळे दंत रोपण सामग्री म्हणून संभाव्य वापर प्रदान करणे.

यात उच्च कणखरपणा आहे

Zirconia toughened alumina (ZTA), किंवा zirconium toughened alumina, ॲल्युमिना आणि झिरकोनियम या दोहोंनी बनलेली एक सिरेमिक सामग्री आहे जी उच्च लवचिक कडकपणा सारख्या अपवादात्मक यांत्रिक गुणधर्म देते, फ्रॅक्चर कडकपणा, लवचिकता, कडकपणा आणि पोशाख प्रतिकार. या सामग्रीमधील गुणोत्तर विशिष्ट अनुप्रयोगांची पूर्तता करण्यासाठी सहजपणे सुधारित केले जाऊ शकते; ZTA उत्पादने अधिक किफायतशीर असताना शुद्ध झिरकोनियासह बनवलेल्या उत्पादनांना मागे टाकतात.

ही सामग्री हिप रिप्लेसमेंट फेमोरल हेड्स आणि ऍसिटॅब्युलर लाइनर्समध्ये त्याच्या बायोकॉम्पॅटिबिलिटी आणि दीर्घकालीन लोड सहन करण्याच्या क्षमतेमुळे यशस्वीरित्या वापरली गेली आहे.. तथापि, त्याची उपयुक्तता प्रथम vivo मध्ये मूल्यमापन करणे आवश्यक आहे.

ZTA त्याच्या मेटास्टेबल टेट्रागोनल स्ट्रक्चरमुळे आणि ॲल्युमिना मॅट्रिक्सच्या कॉम्प्रेसिव्ह फोर्समुळे उच्च कडकपणा प्राप्त करते, जेथे उच्च तन्य तणावामुळे परिवर्तन कठोर होते; ते आहे, ॲल्युमिना मॅट्रिक्सच्या कॉम्प्रेशन फोर्सच्या अधीन असताना झिरकोनिया मोनोक्लिनिक फॉर्ममध्ये बदलते, तणावपूर्ण ऊर्जा निर्माण करणे जे क्रॅकचा प्रसार मंद करतात किंवा थांबवतात ज्यामुळे क्रॅकचा प्रसार रोखणारे परिवर्तन कठोर प्रभाव निर्माण करतात.

ZTA वर लक्षणीय वर्धित लवचिक सामर्थ्य वाढवते 99% ॲल्युमिना सिरॅमिक्स त्याच्या मेटास्टेबल टेट्रागोनल फेज आणि ॲल्युमिना मॅट्रिक्समुळे, या संदर्भात लक्षणीयरित्या मागे टाकत आहे. तथापि, एल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिट्स कमी एकजिनसीपणा आणि हवेत अडकल्यामुळे तसेच कणांच्या एकत्रीकरणामुळे ठिसूळ होऊ शकतात ज्यामुळे बिंदू दोष आणि लवचिक शक्ती कमी होते – तरीही त्याची कार्यक्षमता वैद्यकीय आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये पारंपारिक ॲल्युमिना सिरेमिकला मागे टाकते.

यात उच्च शक्ती आहे

Zirconia toughened alumina एक अत्यंत टिकाऊ सामग्री आहे, जे लोड-बेअरिंग ऍप्लिकेशन्ससाठी योग्य बनवते. ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये सूक्ष्म टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांचे तणाव-प्रेरित परिवर्तनाद्वारे उत्पादित, त्याच्या उत्पादनाचा परिणाम असाधारण सामर्थ्य आणि कणखरपणा गुणधर्मांसह अत्यंत एकसमान कण वितरणात होतो.

सिरेमिक देखील रासायनिक गंज करण्यासाठी अत्यंत प्रतिरोधक आहे. हे वैद्यकीय रोपण आणि दंत सामग्रीसह अनेक वापरांसाठी योग्य आहे कारण शारीरिक द्रव आणि रसायनांच्या वारंवार प्रदर्शनास तोंड देण्याच्या क्षमतेमुळे.

ZTA त्याच्या थर्मल शॉक प्रतिरोधासह देखील वेगळे आहे, ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये विखुरलेले झिरकोनिया कण थर्मल ऊर्जा शोषून घेतात आणि क्रॅक तयार होण्यापासून टाळण्यासाठी संकुचित ताण निर्माण करतात – हे ZTA सिरेमिकला उच्च तापमानाच्या वापरासाठी सुरक्षितपणे वापरण्यास अनुमती देते जसे की भट्टीचे घटक आणि टर्बाइन इंजिनचे भाग नुकसान किंवा बिघाडाचा धोका न घेता.

ZTA ची ताकद त्याच्या रचना आणि नॅनोपार्टिकल वितरणातून मिळते, तसेच हॉट आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग आणि वाढीव विश्वासार्हतेसाठी पारंपारिक सिंटरिंग. जोडलेल्या लवचिकतेसाठी, हे सोल-जेल फॅब्रिकेशन पद्धती वापरून देखील तयार केले जाऊ शकते जे रेणूंचे घन पदार्थांमध्ये रूपांतर करतात – या उदाहरणात जेल सारख्या द्रवामध्ये एल्युमिना पावडर आणि झिरकोनिया पावडर एकत्र करणे जे नंतर ओव्हनमध्ये बेक करण्याआधी वेगवेगळ्या आकारात तयार केले जाऊ शकते जोपर्यंत बदललेल्या क्रिस्टलसह उच्च घनतेच्या बारीक क्रिस्टल स्ट्रक्चर्ससह ZTA प्राप्त होण्याआधी डी-मोल्डिंग आणि वाळवण्याआधी क्युरींग होईपर्यंत, अणू, इलेक्ट्रॉनिक स्थिती परिणामी ZTA जे उच्च घनता तसेच बदललेले क्रिस्टल प्रदर्शित करते, अणु अवस्था तसेच बदललेल्या क्रिस्टल संरचना, बदललेल्या क्रिस्टल स्ट्रक्चर्स तसेच बदललेले क्रिस्टल, अणू स्थिती बदललेल्या क्रिस्टलमध्ये परिणामी, वाढीव विश्वासार्हतेसाठी अणू स्थिती.

यात उच्च तापमान प्रतिरोधक क्षमता आहे

ZTA मटेरियल उत्कृष्ट तापमान प्रतिरोधकता देते, अत्यंत टिकाऊपणा आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी ते योग्य बनवणे. शिवाय, त्याची गंज-प्रतिरोधकता आणि उच्च लवचिक सामर्थ्य ZTA पर्यंत तापमानाच्या दीर्घकालीन प्रदर्शनासाठी योग्य बनवते 1773 के – उच्च उष्णतेच्या पातळीच्या दीर्घकालीन प्रदर्शनासाठी ते उत्कृष्ट पर्याय बनवते.

अलीकडील संशोधन सूचित करते की झिरकोनिया ॲल्युमिनाचे यांत्रिक गुणधर्म वाढवते, विशेषतः त्याची कडकपणा आणि लवचिक शक्ती. हा परिणाम होतो कारण झिरकोनिया कण तणावाखाली असताना ॲल्युमिना मॅट्रिक्सवर संकुचित ताण तयार करतात.; हा संकुचित ताण क्रॅकचा प्रसार कमी करण्यास मदत करतो आणि त्याच वेळी फ्रॅक्चर कडकपणा वाढवतो.

ZTA कंपोझिटच्या कार्यक्षमतेवर असंख्य घटक परिणाम करतात, जसे की त्याच्या सिंटरिंग पद्धती आणि तापमान तसेच जोडलेल्या झिरकोनियाचे प्रमाण. सर्वसाधारणपणे, अधिक झिरकोनिया जोडल्याने कार्यक्षमतेत वाढ होते; तथापि, खूप जास्त झिरकोनिया त्याची लवचिक शक्ती तसेच फ्रॅक्चर कडकपणा कमी करू शकते.

ॲल्युमिना-झिरकोनिया-टफन ॲल्युमिना (ते) विविध औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाणारी प्रगत तांत्रिक सिरेमिक सामग्री आहे. ॲल्युमिना आणि झिरकोनिअम ऑक्साईडने बनवलेले सिरेमिक बॉण्ड्सने जोडलेले आहे जे लवचिक सामर्थ्य वाढवते आणि सामग्रीची फ्रॅक्चर कडकपणा वाढवते, ओव्हन आणि भट्टीसारख्या उच्च तापमानाच्या संपर्कात असलेल्या यंत्रसामग्रीसाठी AZT उत्कृष्ट सामग्री बनवते.