Zirconia Toughened Alumina

Zirconia imwebbes alumina (ZTA) huwa materjal taċ-ċeramika avvanzat użat ħafna fis-siġilli tal-valvi, boxxli, komponenti tal-pompa u għodod tal-qtugħ minħabba s-saħħa u l-istabbiltà kimika tiegħu – kif muri mill-kapaċità tiegħu li jiflaħ tagħbijiet tqal mingħajr degradazzjoni sinifikanti.

ZTA jiftaħar reżistenza impressjonanti għal xokk termali u jista 'jiflaħ bidliet f'daqqa fil-bidliet fit-temperatura, kif ukoll tibdil rapidu fit-temperatura. Kompli aqra biex titgħallem aktar dwar il-proprjetajiet mekkaniċi tagħha!

Ebusija

Iż-żirkonja miżjuda ma 'matriċi tal-alumina żżid l-ebusija tagħha, toughness tal-ksur u saħħa tal-flessjoni filwaqt li tiżdied ir-reżistenza għall-ilbies u l-erożjoni. Il-mekkaniżmu tipikament involut huwa t-trasformazzjoni tal-fażi segwita mill-formazzjoni ta’ microcrack iżda jista’ jinvolvi wkoll teoriji tat-teorija tal-istress kif applikabbli.

Il-preċipitati taż-żirkonja tetragonali metastabbli li jiffurmaw dispersjoni fina f'matriċi ta' l-alumina jistgħu jgħaddu minn trasformazzjoni spontanja f'forom monokliniċi meta r-restrizzjoni tagħhom titneħħa waqt il-propagazzjoni tax-xquq, jipprovdu enerġija kontra oqsma ta 'stress li jmexxu l-propagazzjoni ta' xquq.

Iċ-ċeramika ZTA għandha toughness u ebusija tal-ksur superjuri meta mqabbla ma 'ċeramika oħra tal-inġinerija bbażata fuq l-ossidu, kif ukoll id-doppju tas-saħħa tal-għeja ċiklika ta 'Y-TZP. Bħala tali, il-proprjetajiet tiegħu jagħmluha adattata għal applikazzjonijiet li jeħtieġu reżistenza estrema għall-ilbies, inertness kimika u frizzjoni baxxa kif ukoll saħħa u ebusija għolja.

Qawwa tal-flessjoni

Iċ-ċeramika ZTA tista 'ssir billi tbiddel il-proporzjon ta' zirconia stabilizzata ta 'yttria (Y-TZP) f'matriċi tal-alumina bl-użu ta 'pressar iżostatiku sħun, biex jiġu ottimizzati l-kombinazzjonijiet ta' ebusija-ksur ta' ebusija-saħħa tal-flessjoni li jirriżultaw f'reżistenza għall-għeja ċiklika mingħajr paragun li tisboq iċ-ċeramika teknika l-aktar avvanzata.

Y-TZP metastabbli f'matriċi ta' alumina tirriżulta fil-formazzjoni ta' agglomerati ta' fażi ta' trasformazzjoni tetragonal-monoklinika li jżidu t-toughness tal-ksur permezz ta' ebusija ta' trasformazzjoni ta' fażi (Clausen 1976). Preferenzjali qsim xquq, dawn l-agglomerati ta 'tranżizzjoni se jikkompressaw iż-żona quddiem il-faċċata tal-qasma u jnaqqsu l-progressjoni tagħha, fl-aħħar mill-aħħar tiżdied it-toughness tal-ksur.

Din l-istruttura materjali wasslet għall-ħolqien ta’ komposti ta’ alumina-zirconia bħal BIOLOX Delta, użat b'mod estensiv għal sostituzzjonijiet totali tal-ġenbejn u komponenti ortopediċi oħra li jġorru tagħbija. Dan il-bijomaterjal taċ-ċeramika għandu reżistenza eċċellenti għall-ilbies, inertezza kimika f'temperatura tal-kamra, reżistenza għal xokk termali u inertness kimika eċċellenti fit-temperaturi kollha.

Reżistenza għall-korrużjoni

Kimikament inerti u reżistenti għal temperaturi għoljin u xedd, jipprovdi prestazzjoni superjuri meta mqabbla ma ' 99 taċ-ċeramika tal-alumina u hija aktar kost-effettiva wkoll.

Żirkonja wkoll tiftaħar saħħa tat-tensjoni impressjonanti, proprjetajiet flexural u elastiċità u bijokompatibilità – jagħmilha ideali għal użi mediċi bħal sostituzzjonijiet tal-ġenbejn. Minħabba t-tisħiħ tat-trasformazzjoni taħt kundizzjonijiet ta 'stress, partiċelli taż-żirkonja jinbidlu minn forma tetragonali metastabbli għal forma monoklinika, tgħin biex tagħlaq ix-xquq b'mod aktar effiċjenti filwaqt li żżid it-toughness tal-ksur.

CeramTec (Biolox Delta) jikkumerċjalizza kompost ta' alumina-żirkonja fejn iż-żirkonja mhux stabbilizzata tibqa' f'fażi tetragonali biex timmaniġġja din it-trasformazzjoni u tipprovdi tfixkil tat-tarf tax-xquq u devjazzjoni tal-qsim, it-titjib tal-ebusija tal-matriċi tal-alumina. Il-kontenut ta 'żirkonja tal-materjal jista' jinbidel permezz ta 'tekniki ta' preparazzjoni u densifikazzjoni tat-trab.

Reżistenza għal Xokk Termali

Iż-żirkonja miżjuda ma 'matriċi primarja tal-alumina waqt is-sinterizzazzjoni tista' ttejjeb b'mod sinifikanti s-saħħa u l-ebusija tagħha, ħolqien ta’ dak li hu magħruf bħala ZTA (Zirconia Toughened Alumina), jaqbeż iċ-ċeramika regolari ta 'l-alumina kemm f'applikazzjonijiet mekkaniċi kif ukoll ta' xedd.

L-alumina mwebbsa taż-żirkonja hija nnotata għall-proprjetajiet eċċezzjonali tagħha bħall-ebusija sħuna għolja u s-saħħa rapture, inertezza kimika f'temperatura tal-kamra, rati baxxi ta 'espansjoni termali u reżistenza eċċellenti ta' xokk termali – proprjetajiet ideali għal komponenti tat-tħin kif ukoll partijiet tal-ilbies li jeħtieġu mekkaniżmi ta 'tkessiħ.

CeramTec tikkummerċjalizza ZTA msejħa Biolox delta li fiha matriċi ta' alumina b'partiċelli Y-TZP imxerrda (17 piż/wt%) u plejtlits tal-aluminat tal-istrontzju (0.5 piż/wt%), tipprovdi taħlita effettiva ta’ mekkaniżmi ta’ trasformazzjoni ta’ fażi tetragonali għal monoklinika u mekkaniżmi ta’ deflessjoni tal-qsim biex jipprovdu toughness mtejba, li jagħmel dan ideali għal proċeduri THA primarji fuq uċuħ li jġorru femorali.

Insulazzjoni Elettrika

Alumina mwebbsa biż-żirkonja tista' tiflaħ xokk termali mingħajr ma tinqasam jew tinkiser taħt bidliet f'daqqa fit-temperatura, grazzi għal partiċelli ta 'alumina mxerrda mxerrda fil-matriċi tagħha li jassorbu l-enerġija termali u jiġġeneraw tensjonijiet kompressivi li jipprevjenu ksur.

Iċ-ċeramika ta 'l-alumina-żirkonja hija aktar densa mill-kontroparti taż-żirkonja pura tagħha, jagħmilha ideali għal applikazzjonijiet ta 'insulazzjoni elettrika. Barra minn hekk, l-espansjoni termali aktar baxxa tagħha minn zirconia tagħmilha adattata għal partijiet li jeħtieġu t-tkessiħ.

It-tisħiħ tat-trasformazzjoni tal-komposti tal-Alumina-zirconia joffri vantaġġi addizzjonali; hawn, Il-ħbub taż-żirkonja f'matriċi tal-alumina jgħaddu minn fażi metastabbli fejn il-ħbub tagħhom jgħaddu minn trasformazzjoni minn strutturi tetragonali għal monokliniċi, b'hekk inaqqas il-qsim ikkawżat mill-istress billi tiżdied ir-reżistenza kontra l-brix u l-impatt. Żirkonju mwebbes bl-alumina tipikament iseħħ permezz ta' reazzjoni piroforika li tinvolvi Żirkonju(IV) ossidu ottaidrat, Aluminum Nitrat Nanohydrate Triethylamine u HNO3(Aċidu nitriku); iż-żieda tad-daqsijiet tal-partiċelli tgħin aktar it-tixrid ta 'ħbub taż-żirkonja metastabbli.