Toughness Avvanzata għal Applikazzjonijiet Industrijali

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) komponenti taċ-ċeramika jgħaqqdu l-ebusija u s-saħħa tal-alumina mat-toughness superjuri tal-ksur taż-żirkonja biex iwasslu prestazzjoni u lonġevità għal applikazzjonijiet industrijali.

Trasformazzjoni kkaġunata mill-istress ta 'partiċelli fini ta' żirkonja tetragonali inkorporati f'matriċi ta 'alumina twassal għal materjali ZTA b'saħħa u toughness superjuri, adattat għall-użu f'diversi ambjenti ħarxa.

Toughness

Materjali ZTA jgħaqqdu l-ebusija tal-alumina mal-ebusija taż-żirkonja għal reżistenza mingħajr paragun għall-ilbies u l-brix. Dan l-effett huwa possibbli permezz tat-tisħiħ tat-trasformazzjoni kkaġunata mill-istress: meta enfasizzat, partiċelli taż-żirkonja transizzjoni mill-fażi tetragonali metastabbli tagħhom f'forma monoklinika stabbli; espansjoni tal-volum ikkawżata minn din il-bidla strutturali tgħin biex tagħlaq kwalunkwe xquq f'matriċi tal-alumina u żżid it-toughness b'mod sinifikanti.

ZTA fih platelets taż-żirkonja li jinnukleaw f'matriċi tal-alumina waqt is-sinterizzazzjoni, ittejjeb l-ebusija u s-saħħa tal-ksur filwaqt li żżid it-toughness tal-ksur, toħloq materjal b'saħħa tal-flessjoni akbar minn Y-TZP u sa d-doppju tas-saħħa tal-għeja ċiklika tiegħu. Din il-kombinazzjoni ta 'ebusija mill-alumina flimkien mas-saħħa taż-żirkonja tagħmel ZTA għażla materjali eċċellenti għal applikazzjonijiet industrijali li jeħtieġu reżistenza għall-ħsara.

Durabilità

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) tiftaħar qawwiet flexural u kompressivi pendenti, b'espansjoni termika baxxa ekwivalenti għal dik tal-alumina u proprjetajiet pendenti ta 'reżistenza għall-ilbies.

L-alumina mwebbsa taż-żirkonja tinħoloq billi żżid ħbub taż-żirkonja tetragonali permezz ta' trasformazzjoni kkaġunata mill-istress għal matriċi ta' alumina iebsa, idaħħalhom fl-istruttura tiegħu filwaqt li jirrestrinġi t-trasformazzjoni tagħhom għaż-żoni lokali minflok ma jinfirxu madwar.

Dan il-mekkaniżmu jagħmel komposti alumina-zirconia ferm aktar durabbli minn zirconia monolitika minħabba r-reżistenza tagħhom għall-assorbiment tal-ilma permezz tal-kimiassorbiment.; żirkonja monolitika tista 'tassorbi molekuli ta' ilma polari li jwasslu għal degradazzjoni ta 'temperatura baxxa u eventwalment tqassim wara użu fit-tul.

ZTA, min-naħa l-oħra, hija mfassla speċifikament biex tiffaċilita din it-trasformazzjoni tetragonali għal monoklinika permezz ta’ karatteristiċi strutturali u addittivi kimiċi. CeramTec jikkummerċjalizza Biolox Delta ZTA bħala eżempju; din il-formulazzjoni fiha l-ittrija u l-aluminat tal-istronzju biex tiffaċilita l-mekkaniżmi tat-twebbis fil-fażi taż-żirkonja tagħha u konsegwentement għandha inqas riskju ta’ degradazzjoni ta’ temperatura baxxa filwaqt li tiflaħ ambjenti ta’ temperatura għolja.

Reżistenza għall-korrużjoni

Iċ-ċeramika ZTA toffri reżistenza superjuri għall-korrużjoni fuq il-kontropartijiet tal-alumina tagħhom u għalhekk tista 'tintuża f'tagħmir soġġett għal ambjenti ħarxa.. Barra minn hekk, ZTA jista 'jiflaħ temperaturi ogħla filwaqt li joffri stabbiltà kimika akbar.

Garvie et al (1975) wera li żżid 10-20% żirkonja mhux stabbilizzata tista 'ttejjeb ħafna t-toughness meta mqabbla ma' l-alumina, permezz tat-tisħiħ tat-trasformazzjoni. Dan il-proċess iseħħ meta preċipitati metastabbli tetragonali mxerrda b'mod fin jinbidlu f'żirkonja monoklinika taħt stress li jikkawża espansjoni tal-volum li tikkompressa xquq u tnaqqas jew twaqqaf il-propagazzjoni tagħhom.

Dan il-mekkaniżmu jixbah lil dak ta 'stress indotti mid-deformazzjoni; madankollu, sabiex tikkawża bidliet fil-fażi l-kamp tal-istress għandu jkun kbir biżżejjed; għal xquq f'kampjuni ZTA din l-enerġija ġejja minn stress tal-liwi f'siti ta 'ksur.

Reżistenza għas-Sħana

Zirconia Toughened Alumina tiftaħar punt ta 'tidwib eċċezzjonalment għoli u reżistenza għall-korrużjoni, jagħmilha l-materjal ideali għal tagħmir espost ta 'spiss għal temperaturi għoljin. Barra minn hekk, dan il-varjant għandu reżistenza għall-frizzjoni akbar mill-alumina standard, tgħin biex tnaqqas l-użu u l-kedd fuq tagħmir espost għal livelli ogħla ta 'enerġija kinetika.

Iċ-ċeramika ZTA hija maħluqa permezz tat-trasformazzjoni kkaġunata mill-istress ta 'partiċelli taż-żirkonja tetragonali f'matriċi ta' alumina, joħolqu tensjonijiet kompressivi fihom li jipprevjenu l-propagazzjoni tax-xquq, iżżid kemm is-saħħa kif ukoll it-toughness filwaqt li tipprovdi reżistenza għal xokk termali mingħajr ksur jew qsim. Huma jiftaħar reżistenza eċċellenti ta 'xokk termali; jirreżistu bidliet rapidi fit-temperatura mingħajr ksur jew qsim taħt stress.

L-alumina mwebbsa biż-żirkonja għandha ħafna użi f'diversi industriji minħabba s-sett vast ta 'proprjetajiet tagħha. L-inġinerija mekkanika tużaha għall-komponenti tal-pompa u s-siġilli; l-ipproċessar tas-semikondutturi jużah minħabba l-istabbiltà u s-saħħa termali tiegħu; aerospazjali, l-industriji tal-karozzi u tal-enerġija jutilizzawha bħala partijiet tal-magni minħabba r-reżistenza tagħha kontra l-korrużjoni u kimiċi ħarxa; jista 'anke jiflaħ saħħiet flexural għoljin għall-impjanti dentali!