Toughness mhux imqabbla ma 'Zirconia Toughened Alumina (ZTA) Ċeramika

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ċeramika tiftaħar toughness mingħajr paragun. Huma jiftaħar reżistenza għall-ilbies superjuri, inertezza kimika u frizzjoni baxxa għal prestazzjoni mingħajr sforz fil-kompiti ta 'kuljum – biex ma nsemmux ebusija u ebusija ogħla minn metalli.

ZTA jinvolvi agglomerati metastabbli tal-polikristall taż-żirkonja tetragonali f'matriċi tal-alumina li jgħaddu minn trasformazzjoni tal-fażi kkaġunata mill-istress għal forma monoklinika taħt stress, b'hekk ixerred shear strain u jwaqqaf il-propagazzjoni tal-qsim, komunement magħrufa bħala trasformazzjoni toghening.

Reżistenti għall-Korrużjoni

ZTA joffri reżistenza kimika superjuri meta mqabbel ma 'alumina pura u jista' jiflaħ temperaturi estremi mingħajr degradazzjoni, jagħmilha l-għażla materjali ideali għal applikazzjonijiet industrijali f'ambjenti u kundizzjonijiet ħarxa.

L-ebusija ta 'ZTA hija msaħħa minn partiċelli taż-żirkonja li jxerrdu u jassorbu l-enerġija, tgħin fil-prevenzjoni tal-qsim. Meta drogati bl-ossidu tal-ittriju, żirkonja tinbidel minn fażi tetragonali metastabbli għal monoklinika waqt l-istress biex toħloq tensjonijiet kompressivi li jżidu l-ebusija tal-ksur.

Iċ-ċeramika bbażata fuq iż-żirkonja bħal ZTA fiha partiċelli ta 'alumina biex tirreżisti xokk termali. Dan jippermettilha tiflaħ bidliet rapidi fit-temperatura mingħajr qsim jew falliment f'applikazzjonijiet ta 'prestazzjoni għolja bħal tħin u qtugħ; l-espansjoni lineari u torsjonali baxxa tagħha tipprovdi kapaċitajiet ta 'tagħbija u kapaċitajiet ta' prestazzjoni pendenti. ZTA tiftaħar 2-3 darbiet aktar b'saħħitha tat-tensjoni meta mqabbla ma 'alumina pura filwaqt li għandhom koeffiċjenti ta' espansjoni lineari/torsjonali baxxi għal kapaċitajiet eċċezzjonali li jifilħu tagħbija u kapaċitajiet ta 'prestazzjoni.

Ebusija Għolja

ZTA jgħaqqad is-saħħa u d-durabilità tal-alumina mat-tisħiħ taż-żirkonja għal materjal eċċezzjonali għal applikazzjonijiet esiġenti. Din il-kombinazzjoni toffri saħħa mingħajr paragun, toughness tal-ksur, proprjetajiet ta 'elastiċità u ebusija f'pakkett wieħed.

Claussen skopra fi 1976 li ż-żieda ta 'zirconia mhux stabbilizzata ma' l-alumina żżid b'mod sinifikanti t-toughness tal-ksur tagħha, minħabba t-trasformazzjoni tetragonal-monoklinika ta 'preċipitati tetragonali fini mxerrda mxerrda fil-matriċi tagħha. Tali preċipitati metastabbli huma mrażżna milli jinbidlu sakemm jinħelsu minn quddiem xquq li joqrob jew sors ieħor ta’ ħelsien mir-restrizzjoni tagħhom, bħal billi jinħall.

Zirconia 10mol% ippressat bis-sħana stabbilizzat bl-yttria (10YSZ), rinforzati jew bi partikuli jew platelets li fihom minn 0 għal 30wt% kontenut ta 'alumina kienu suġġetti għal saħħa rigoruża, toughness tal-ksur u testijiet ta 'tkabbir bil-mod tal-qsim f'1000C fl-arja. Ir-riżultati wrew li s-saħħa massima tal-flessjoni u t-toughness tal-ksur għal komposti tal-plejtlits inkisbet b'dan il-kontenut tal-kompożizzjoni..

Qawwa ta' Tensili Għolja

Iċ-ċeramika taż-żirkonja toffri taħlita straordinarja ta 'saħħa, reżiljenza, u versatilità li tisboq bil-bosta ċ-ċeramika teknika tradizzjonali. Formulazzjonijiet taż-żirkonja bħal ZTA jipprovdu soluzzjonijiet għall-applikazzjonijiet l-aktar diffiċli tal-lum li jvarjaw minn komponenti aerospazjali li jifilħu ambjenti ħarxa għal impjanti bijomediċi tal-ġenerazzjoni li jmiss iddisinjati għal lonġevità – jipprovdu soluzzjonijiet affidabbli għall-aktar ħtiġijiet urġenti tal-lum.

ZTA jispikka fost materjali oħra minħabba s-saħħa flexural superjuri tiegħu, toughness tal-ksur u reżistenza għall-propagazzjoni ta 'xquq minħabba l-fażi tetragonali metastabbli tagħha. Din it-trasformazzjoni f'zirkonja monoklinika f'temperatura baxxa tikkompressa ż-żona ta 'quddiem ta' xquq biex twaqqaf aktar tkabbir.

Yttria Parzjalment Stabbilizzat Zirconia (Y-TZP) u Ċerju Parzjalment Stabbilizzat Zirconia (X'inhu-TZP) juru karatteristiċi ta 'ebusija eċċezzjonali simili għal ZTA minħabba ż-żamma tal-fażi tetragonali billi jżommu ittrija jew ċerju f'temperaturi aktar baxxi, li tippermetti trasformazzjoni f'medda ta' temperatura aktar maniġġabbli u li turi inqas ħsara fil-wiċċ matul it-testijiet ta' tagħbija ċiklika mill-kontropartijiet tal-Alumina.

Frizzjoni Baxxa

Iż-żirkonja hija waħda mill-aktar ċeramika tal-inġinerija iebsa disponibbli u l-proprjetajiet ta 'frizzjoni baxxa tagħha jgħinu biex iżidu r-reżistenza għall-ilbies filwaqt li jnaqqas ir-rekwiżiti tal-lubrikazzjoni.

Iċ-ċeramika ZTA fiha alumina għal toughness massima. Dan jippermetti li partiċelli taż-żirkonja tetragonali stabilizzati bl-ittrija metastabbli f'matriċi tal-alumina jibqgħu mhux mibdula, jibqa 'kristalizzat bis-saħħa ta' netwerk minsuġ ta 'ħbub.

Kompożizzjoni kkontrollata u kundizzjonijiet tal-ipproċessar jiżguraw li t-trasformazzjoni spontanja tetragonali għal monoklinika ma sseħħx mat-tkessiħ mit-temperatura tas-sinterizzazzjoni, tikkontribwixxi għal kapaċità multi-hit fl-ittestjar tat-toughness tal-ksur. Barra minn hekk, omoġeneità għolja f'kompożiti tal-alumina-żirkonja b'qisien żgħar tal-qamħ tirriżulta f'enerġija ta' xquq aktar baxxa li min-naħa tagħha tissarraf f'tulijiet ta' xquq iqsar waqt it-testijiet tal-indentazzjoni tad-djamanti.

Espansjoni Termali Għolja

Il-forza li torbot tal-matriċi tal-alumina tippermettilha tipprevjeni li l-partiċelli taż-żirkonja tetragonali jgħaddu minn żirkonja monoklinika meta jitkessħu, b'hekk tagħmel 10 mole % Komposti taż-żirkonja-alumina stabbilizzati bl-yttria stabbli u ħielsa mill-qsim.

Iż-żieda taċ-ċerju maż-żirkonja tippermetti li jiġi stabbilizzat parzjalment (X'inhu-TZP). Ce-TZP iżomm il-fażi tetragonali tiegħu f'temperatura tal-kamra u jżid b'mod sinifikanti t-toughness, toughness tal-ksur u saħħa tal-flessjoni meta mqabbla ma 'materjali tradizzjonali taċ-ċeramika dentali.

Zirconia Toughened Alumina komposti li jinkorporaw Ce-TZP, żirkonja stabilizzata bl-ittrija (Y-TZP), jew zirconia stabilizzata bil-manjeżja (Mg-PSZ) juru toughness eċċezzjonali li tisboq dik kemm tal-alumina kif ukoll taż-żirkonja monolitika, jagħmlu ZTA l-kandidat perfett għal applikazzjonijiet eżiġenti bħal impjanti mediċi, komponenti aerospazjali u makkinarju industrijali. ZTA tiftaħar ukoll ħafna proprjetajiet ta 'reżistenza kimika li jipproteġuha kontra l-aċidi, soluzzjonijiet tal-melħ, melħ imdewweb alkali kif ukoll temperaturi għoljin.