Zirconia toughened Alumina

Zirconia toughened alumina (ZTA) वाल्व सीलमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाणारे प्रगत सिरेमिक साहित्य आहे, बुशिंग्ज, त्याची ताकद आणि रासायनिक स्थिरता यामुळे पंप घटक आणि कटिंग टूल्स – लक्षणीय ऱ्हास न करता जड भार सहन करण्याच्या क्षमतेचा पुरावा.

ZTA प्रभावी थर्मल शॉक प्रतिरोधकतेचा अभिमान बाळगतो आणि तापमानातील अचानक बदलांना तोंड देऊ शकतो, तसेच तापमानात जलद बदल. त्याच्या यांत्रिक गुणधर्मांबद्दल अधिक जाणून घेण्यासाठी वाचा!

कडकपणा

झिरकोनिया ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये जोडल्याने त्याची कठोरता वाढते, फ्रॅक्चर कडकपणा आणि लवचिक सामर्थ्य आणि पोशाख आणि इरोशनचा प्रतिकार वाढवते. सामान्यत: फेज ट्रान्सफॉर्मेशन आणि त्यानंतर मायक्रोक्रॅक तयार करणे ही यंत्रणा गुंतलेली असते परंतु त्यात लागू केल्याप्रमाणे ताण सिद्धांत सिद्धांत देखील समाविष्ट असू शकतात..

मेटास्टेबल टेट्रागोनल झिरकोनिया अवक्षेपण जे ॲल्युमिना मॅट्रिक्सच्या आत सूक्ष्म पसरतात ते उत्स्फूर्त रूपांतर मोनोक्लिनिक स्वरूपात होऊ शकतात जेव्हा क्रॅकच्या प्रसारादरम्यान त्यांची अडचण दूर होते., तणावग्रस्त क्षेत्रांविरूद्ध ऊर्जा प्रदान करणे ज्यामुळे क्रॅकचा प्रसार होतो.

ZTA सिरेमिकमध्ये इतर ऑक्साईड-आधारित अभियांत्रिकी सिरेमिकच्या तुलनेत उत्कृष्ट फ्रॅक्चर कडकपणा आणि कडकपणा आहे, तसेच Y-TZP च्या दुप्पट चक्रीय थकवा शक्ती. तसा, त्याच्या गुणधर्मांमुळे ते अत्यंत पोशाख प्रतिरोध आवश्यक असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनवते, रासायनिक जडत्व आणि कमी घर्षण तसेच उच्च शक्ती आणि कडकपणा.

फ्लेक्सरल स्ट्रेंथ

ZTA सिरॅमिक्स yttria स्टेबिलाइज्ड झिरकोनियाचे गुणोत्तर बदलून बनवता येतात (Y-TZP) हॉट आयसोस्टॅटिक प्रेसिंग वापरून ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये, कडकपणा-फ्रॅक्चर टफनेस-फ्लेक्युरल स्ट्रेंथ कॉम्बिनेशन्स ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी ज्याचा परिणाम अतुलनीय चक्रीय थकवा प्रतिकार सर्वात प्रगत तांत्रिक सिरॅमिक्सला मागे टाकतो.

ॲल्युमिना मॅट्रिक्समधील मेटास्टेबल Y-TZP चा परिणाम टेट्रागोनल-मोनोक्लिनिक ट्रान्सफॉर्मेशन फेज एग्ग्लोमेरेट्सच्या निर्मितीमध्ये होतो जे फेज ट्रान्सफॉर्मेशन स्टिफनिंगद्वारे फ्रॅक्चर कडकपणा वाढवते. (क्लॉसेन 1976). प्राधान्याने क्रॅक ओलांडणे, हे संक्रमण समूह क्रॅक फ्रंटच्या पुढे असलेल्या झोनला संकुचित करतील आणि त्याची प्रगती कमी करतील, शेवटी फ्रॅक्चर कडकपणा वाढतो.

या भौतिक संरचनेमुळे बायलॉक्स डेल्टा सारख्या अल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिटची निर्मिती झाली आहे., एकूण हिप बदलण्यासाठी आणि इतर लोड-बेअरिंग ऑर्थोपेडिक घटकांसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते. या सिरॅमिक बायोमटेरियलमध्ये उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोधक वैशिष्ट्ये आहेत, खोलीच्या तपमानावर रासायनिक जडत्व, थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि सर्व तापमानात उत्कृष्ट रासायनिक जडत्व.

गंज प्रतिकार

रासायनिकदृष्ट्या निष्क्रिय आणि उच्च तापमान आणि पोशाखांना प्रतिरोधक, च्या तुलनेत उत्कृष्ट कामगिरी प्रदान करते 99 ॲल्युमिना सिरेमिक आणि अधिक किफायतशीर देखील आहे.

Zirconia देखील प्रभावी तन्य शक्ती बढाई मारते, लवचिक आणि लवचिकता गुणधर्म आणि जैव सुसंगतता – हिप रिप्लेसमेंट सारख्या वैद्यकीय वापरासाठी ते आदर्श बनवणे. तणावाच्या परिस्थितीत परिवर्तन कठोर झाल्यामुळे, झिरकोनियाचे कण मेटास्टेबल टेट्रागोनल फॉर्ममधून मोनोक्लिनिक फॉर्ममध्ये बदलतात, फ्रॅक्चर कडकपणा वाढवताना क्रॅक अधिक कार्यक्षमतेने बंद करण्यास मदत करते.

CeramTec (बायोलॉक्स डेल्टा) ॲल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिटचे व्यावसायिकीकरण करते जेथे अस्थिर झिरकोनिया हे परिवर्तन व्यवस्थापित करण्यासाठी टेट्रागोनल टप्प्यात राहते आणि क्रॅक टिप ब्लंटिंग आणि क्रॅक विचलन प्रदान करते, ॲल्युमिना मॅट्रिक्सची कडकपणा सुधारणे. पावडर तयार करणे आणि घनता तंत्राद्वारे सामग्रीतील झिरकोनिया सामग्री बदलली जाऊ शकते.

थर्मल शॉक प्रतिकार

सिंटरिंग दरम्यान प्राथमिक ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये जोडलेल्या झिरकोनियामुळे त्याची ताकद आणि कडकपणा लक्षणीयरीत्या वाढू शकतो., ZTA म्हणून ओळखले जाणारे तयार करणे (Zirconia toughened Alumina), मॅकेनिकल आणि वेअर ऍप्लिकेशन्समध्ये नियमित ॲल्युमिना सिरेमिकला मागे टाकत आहे.

झिरकोनिया टफन ॲल्युमिना त्याच्या अपवादात्मक गुणधर्मांसाठी प्रसिद्ध आहे जसे की उच्च गरम कडकपणा आणि आनंदी शक्ती, खोलीच्या तपमानावर रासायनिक जडत्व, कमी थर्मल विस्तार दर आणि उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध – मिलिंग घटकांसाठी तसेच कूलिंग यंत्रणा आवश्यक असलेले भाग परिधान करण्यासाठी आदर्श गुणधर्म.

CeramTec बायोलॉक्स डेल्टा नावाचा ZTA मार्केट करतो ज्यामध्ये विखुरलेल्या Y-TZP कणांसह ॲल्युमिना मॅट्रिक्स आहे (17 वजन/wt%) आणि स्ट्रॉन्टियम ॲल्युमिनेट प्लेटलेट्स (0.5 वजन/wt%), सुधारित कडकपणा प्रदान करण्यासाठी टेट्रागोनल-टू-मोनोक्लिनिक फेज ट्रान्सफॉर्मेशन मेकॅनिझम आणि क्रॅक डिफ्लेक्शन मेकॅनिझमचे प्रभावी संयोजन प्रदान करणे, जे फेमोरल बेअरिंग पृष्ठभागावरील प्राथमिक THA प्रक्रियेसाठी हे आदर्श बनवते.

इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन

झिरकोनिया-टफन केलेले ॲल्युमिना तापमानात अचानक झालेल्या बदलांमुळे क्रॅक किंवा तुटल्याशिवाय थर्मल शॉक सहन करू शकते, त्याच्या मॅट्रिक्समध्ये पसरलेल्या विखुरलेल्या ॲल्युमिना कणांमुळे धन्यवाद जे थर्मल ऊर्जा शोषून घेतात आणि फ्रॅक्चरला प्रतिबंध करणारे संकुचित ताण निर्माण करतात.

ॲल्युमिना-झिरकोनिया सिरेमिक त्याच्या शुद्ध झिरकोनिया समकक्षापेक्षा अधिक दाट आहे, इलेक्ट्रिकल इन्सुलेशन ऍप्लिकेशन्ससाठी आदर्श बनवणे. शिवाय, झिरकोनियापेक्षा त्याचा कमी थर्मल विस्तार थंड होण्यासाठी आवश्यक असलेल्या भागांसाठी योग्य बनवतो.

ॲल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिटचे ट्रान्सफॉर्मेशन टफनिंग अतिरिक्त फायदे देते; येथे, ॲल्युमिना मॅट्रिक्समधील झिरकोनिया धान्य मेटास्टेबल टप्प्यातून जातात जेथे त्यांच्या धान्यांचे टेट्रागोनल ते मोनोक्लिनिक स्ट्रक्चर्समध्ये परिवर्तन होते, अशा प्रकारे घर्षण आणि प्रभावाविरूद्ध प्रतिकार वाढवून तणाव-प्रेरित क्रॅकिंग कमी करते. ॲल्युमिना टफन झिरकोनिया सामान्यत: झिरकोनिअमचा समावेश असलेल्या पायरोफोरिक प्रतिक्रियाद्वारे होतो(IV) ऑक्साइड ऑक्टाहायड्रेट, ॲल्युमिनियम नायट्रेट नॅनोहायड्रेट ट्रायथिलामाइन आणि HNO3(नायट्रिक ऍसिड); कणांच्या आकारात वाढ केल्याने मेटास्टेबल झिरकोनिया धान्य पसरण्यास मदत होते.