औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी प्रगत कडकपणा

Zirconia toughened Alumina (ZTA) सिरेमिक घटक औद्योगिक ऍप्लिकेशन्ससाठी कार्यक्षमता आणि दीर्घायुष्य देण्यासाठी झिरकोनियाच्या उत्कृष्ट फ्रॅक्चर कडकपणासह ॲल्युमिनाची कडकपणा आणि ताकद एकत्र करतात..

ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये एम्बेड केलेल्या बारीक टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांचे तणाव-प्रेरित रूपांतर ZTA सामग्रीस उत्कृष्ट सामर्थ्य आणि कणखरतेसह घेऊन जाते, विविध कठोर वातावरणात वापरण्यासाठी योग्य.

कणखरपणा

झेडटीए मटेरिअल्स ॲल्युमिनाच्या कडकपणाला झिरकोनियाच्या कडकपणासह एकत्र करतात आणि परिधान आणि ओरखडा यांच्या अतुलनीय प्रतिकारासाठी. हा परिणाम तणाव-प्रेरित परिवर्तन कठोरीकरणाद्वारे शक्य झाला आहे: ताण तेव्हा, झिरकोनिया कण त्यांच्या मेटास्टेबल टेट्रागोनल टप्प्यातून स्थिर मोनोक्लिनिक स्वरूपात संक्रमण करतात; या संरचनात्मक बदलामुळे व्हॉल्यूम विस्तारामुळे ॲल्युमिना मॅट्रिक्समधील कोणत्याही क्रॅक बंद करण्यात मदत होते आणि कडकपणा लक्षणीयरीत्या वाढतो..

ZTA मध्ये झिरकोनिया प्लेटलेट्स असतात जे सिंटरिंग दरम्यान ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये न्यूक्लिट होतात, फ्रॅक्चर कडकपणा वाढवताना फ्रॅक्चर कडकपणा आणि ताकद सुधारणे, Y-TZP पेक्षा जास्त लवचिक सामर्थ्य असलेली सामग्री तयार करणे आणि त्याच्या दुप्पट चक्रीय थकवा शक्ती. झिरकोनियाच्या सामर्थ्यासह ॲल्युमिनाच्या कडकपणाचे हे संयोजन ZTA ला नुकसान प्रतिरोधक आवश्यक असलेल्या औद्योगिक अनुप्रयोगांसाठी एक उत्कृष्ट सामग्री पर्याय बनवते..

टिकाऊपणा

Zirconia toughened Alumina (ZTA) उत्कृष्ट लवचिक आणि संकुचित शक्तींचा अभिमान आहे, कमी थर्मल विस्तार ॲल्युमिनाच्या समतुल्य आणि उत्कृष्ट पोशाख प्रतिरोधक गुणधर्मांसह.

झिरकोनिया टफन ॲल्युमिना हार्ड ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये तणाव-प्रेरित परिवर्तनाद्वारे टेट्रागोनल झिरकोनिया धान्य जोडून तयार केले जाते., त्यांचे रूपांतर सर्वत्र पसरण्याऐवजी स्थानिक क्षेत्रांपुरते मर्यादित ठेवताना त्यांना त्याच्या संरचनेत गुंफणे.

ही यंत्रणा केमिसोर्प्शनद्वारे पाणी शोषून घेण्याच्या प्रतिकारामुळे ॲल्युमिना-झिरकोनिया कंपोझिट मोनोलिथिक झिरकोनियापेक्षा अधिक टिकाऊ बनवते.; मोनोलिथिक झिरकोनिया ध्रुवीय पाण्याचे रेणू शोषून घेऊ शकते ज्यामुळे कमी तापमानाचा ऱ्हास होतो आणि शेवटी दीर्घकालीन वापरानंतर बिघाड होतो.

ZTA, दुसरीकडे, हे विशेषत: स्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये आणि केमिकल ॲडिटीव्हज द्वारे टेट्रागोनल-टू-मोनोक्लिनिक परिवर्तन सुलभ करण्यासाठी इंजिनीयर केलेले आहे.. CeramTec उदाहरण म्हणून बायोलॉक्स डेल्टा ZTA चे मार्केट करते; या फॉर्म्युलेशनमध्ये यट्रिया आणि स्ट्रॉन्टियम ॲल्युमिनेट समाविष्ट आहे जेणेकरुन त्याच्या झिरकोनिया टप्प्यात कडक यंत्रणा सुलभ होते आणि परिणामी उच्च तापमान वातावरणाचा सामना करताना कमी तापमानाचा ऱ्हास होण्याचा धोका कमी असतो..

गंज प्रतिकार

ZTA सिरॅमिक्स त्यांच्या अल्युमिना समकक्षांपेक्षा उत्कृष्ट गंज प्रतिकार देतात आणि म्हणून कठोर वातावरणाच्या अधीन असलेल्या उपकरणांमध्ये वापरले जाऊ शकतात. शिवाय, अधिक रासायनिक स्थिरता प्रदान करताना ZTA उच्च तापमानाचा सामना करू शकतो.

Garvie et al (1975) जोडून दाखवले 10-20% ॲल्युमिनाच्या तुलनेत अस्थिर झिरकोनिया मोठ्या प्रमाणात कडकपणा वाढवू शकतो, परिवर्तन कडक करून. ही प्रक्रिया तेव्हा घडते जेव्हा बारीक विखुरलेले टेट्रागोनल मेटास्टेबल अवक्षेप तणावाखाली मोनोक्लिनिक झिरकोनियामध्ये बदलतात ज्यामुळे आवाजाचा विस्तार होतो ज्यामुळे क्रॅक संकुचित होतात आणि त्यांचा प्रसार कमी होतो किंवा थांबतो.

ही यंत्रणा विकृती-प्रेरित तणावासारखी आहे; तथापि, टप्प्यात बदल घडवून आणण्यासाठी तणाव क्षेत्र पुरेसे मोठे असणे आवश्यक आहे; ZTA नमुन्यांमधील क्रॅकसाठी ही ऊर्जा फ्रॅक्चर साइटवर वाकलेल्या तणावातून येते.

उष्णता प्रतिकार

Zirconia Toughened Alumina मध्ये अपवादात्मक उच्च वितळण्याचा बिंदू आणि गंज प्रतिरोधकता आहे, वारंवार उच्च तापमानाच्या संपर्कात येणाऱ्या उपकरणांसाठी ते आदर्श साहित्य बनवते. शिवाय, या प्रकारात स्टँडर्ड ॲल्युमिनापेक्षा जास्त घर्षण-प्रतिरोधकता आहे, गतिज उर्जेच्या उच्च पातळीच्या संपर्कात असलेल्या उपकरणावरील झीज कमी करण्यास मदत करते.

ZTA सिरॅमिक्स टेट्रागोनल झिरकोनिया कणांचे ॲल्युमिना मॅट्रिक्समध्ये तणाव-प्रेरित परिवर्तनाद्वारे तयार केले जातात, त्यांच्यामध्ये संकुचित ताण निर्माण करणे जे क्रॅकचा प्रसार रोखतात, फ्रॅक्चर किंवा क्रॅक न करता थर्मल शॉक प्रतिरोध प्रदान करताना ताकद आणि कडकपणा दोन्ही वाढवणे. ते उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिकार बढाई मारतात; तणावाखाली फ्रॅक्चर किंवा क्रॅक न करता तापमानात जलद बदलांना प्रतिकार करणे.

झिरकोनिया-टफन ॲल्युमिनाचे अनेक उद्योगांमध्ये त्याच्या गुणधर्मांच्या विशाल संचामुळे अनेक उपयोग आहेत. यांत्रिक अभियांत्रिकी हे पंप घटक आणि सीलसाठी वापरते; अर्धसंवाहक प्रक्रिया त्याच्या थर्मल स्थिरता आणि सामर्थ्यामुळे त्याचा वापर करते; एरोस्पेस, ऑटोमोटिव्ह आणि पॉवर इंडस्ट्रीज त्याचा गंज आणि कठोर रसायनांच्या प्रतिकारामुळे इंजिनचे भाग म्हणून वापर करतात; दंत रोपणासाठी ते उच्च लवचिक सामर्थ्य देखील सहन करू शकते!