Maximaliseer de duurzaamheid met componenten van gehard aluminiumoxide met zirkoniumoxide
ZTA-keramiek biedt superieure tribologische eigenschappen in vergelijking met gewone aluminiumoxide-keramiek, waardoor ze de ideale keuze zijn voor snijgereedschappen, lagers, pompen en vloeistofbeheercomponenten.
Onder stress, zirkoniumoxidedeeltjes verschuiven van metastabiele tetragonale kristalstructuren naar monokliene, het produceren van volume-expansie die scheuren in een aluminiumoxidematrix comprimeert en de breuktaaiheid aanzienlijk verbetert.
Slijtvastheid
Zirkonia gehard aluminiumoxide (ZTA) is een extreem duurzaam materiaal. Het is bestand tegen slijtage door schokken of wrijvingsslijtage zonder schade op te lopen; waardoor het een uitstekende materiaalkeuze is voor snijwielen. Verder, ZTA is bestand tegen hoge temperaturen zonder beschadigd of aangetast te raken.
ZTA is zeer goed bestand tegen chemische corrosie, waardoor het een uitstekende materiaalkeuze is voor medische implantaten. Biocompatibel en bestand tegen contact met lichaamsvloeistoffen, ZTA beschikt ook over een hoge buigsterkte – perfect voor heupvervangingstoepassingen.
ZTA wordt gecreëerd door spanningsgeïnduceerde transformatie van fijne tetragonale zirkoniadeeltjes in monokliene vorm. Dit verhoogt de breuktaaiheid door de ruimte rond scheuren uit te breiden. Als zodanig, ZTA blijkt veel sterker en duurzamer dan aluminiumoxide voor slijtagetoepassingen.
Corrosiebestendigheid
Zirkonia gehard aluminiumoxide (ZTA) is een geavanceerd technisch keramisch materiaal dat vanwege zijn sterkte in de industrie veel wordt gebruikt, taaiheid, slijtvastheid en corrosieweerstandseigenschappen. ZTA vindt toepassingen in tal van sectoren, waaronder de automobiel- en ruimtevaartsector, voor componenten zoals motorcomponenten, gasturbines en mechanische onderdelen, terwijl ze dienen als slijtagecomponenten in pompen, afdichtingen en snijgereedschappen die worden gebruikt voor bewerkingstoepassingen. Medische veldoperaties kunnen dit materiaal ook gebruiken vanwege de biocompatibiliteit ervan.
De duurzaamheid van dit materiaal is te danken aan het door spanning veroorzaakte transformatiehardingsproces, waarin zirkoniumoxidedeeltjes in een aluminiumoxidematrix transformatie ondergaan naar monokliene structuren door spanningsinducerende transformatieharding, helpt scheuren te sluiten en de breuktaaiheid te vergroten, waardoor het zichzelf beschermt tegen schade in verschillende omgevingen zoals fosforzuur, zwavelzuur en gedestilleerd water. Hierdoor is het bestand tegen corrosie.
Hoge sterkte
De combinatie van aluminiumoxide en zirkoniumoxide resulteert in een grotere sterkte en breuktaaiheid vergeleken met standaard aluminiumoxide, waardoor ZTA een uitstekende materiaalkeuze is voor componenten die onderhevig zijn aan stootbelasting. Verder, ZTA beschikt ook over een grote chemische corrosieweerstand.
ZTA beschikt over superieure hardheid en sterkte dankzij de transformatie van tetragonale zirkoniumoxidedeeltjes in monokliene kristallen door spanningsgeïnduceerde transformatie door mechanische belasting of temperatuurschommelingen, en daaropvolgende druk door de vorming van monokliene zirkoniumoxidekristallen die een aluminiumoxidematrix comprimeren, waardoor het grote kracht krijgt, duurzaamheid, en thermische schokbestendigheid.
Dit unieke keramiek beschikt ook over een extreem hoge buigsterkte en een lage thermische uitzettingscoëfficiënt, waardoor het perfect is voor toepassingen die koelmechanismen vereisen. Verder, zijn weerstand tegen corrosieve chemicaliën – inclusief lichaamsvloeistoffen – maakt medische implantaten geschikt voor plaatsing bij mensen zonder risico op degradatie in de loop van de tijd, waardoor patiënten kunnen genieten van comfortabele ervaringen zonder zich zorgen te hoeven maken over de achteruitgang van het implantaat in de loop van de tijd.
Hoge taaiheid
ZTA-keramiek verbetert de taaiheid van aluminiumoxide door spanningsgeïnduceerde transformatie van zirkoniumoxidedeeltjes in fijne deeltjes, bereikt via sinteren en heet isostatisch persen (HEUP). Afhankelijk van hoeveel zirkoniumoxide er in de matrix zit, ZTA kan lage of hoge taaiheidseigenschappen hebben.
Clausen demonstreerde in 1976 dat aluminiumoxide-matrices die niet-gestabiliseerd zirkoniumoxide bevatten, kunnen worden gehard om de mechanische eigenschappen te verbeteren door niet-gestabiliseerde zirkoniumoxide-kristallen op te nemen als fijn gedispergeerde metastabiele precipitaten, zoals die gevormd uit ongestabiliseerde zirkoniumoxidekristallen, om de mechanische eigenschappen te verbeteren. Hij bewees dit punt met behulp van scheurvoortplanting; wanneer scheuren door het materiaal naar voren bewogen en de zone vóór hun punt samendrukten, konden ze transformeren naar een monokliene fase en daar gemakkelijker naar overgaan dan anders het geval zou zijn.
Dit hardingsmechanisme verhoogt de buigsterkte en breuktaaiheid van aluminiumoxide en verhoogt tegelijkertijd de hardheid, het creëren van een ongeëvenaard composietmateriaal dat geschikt is voor toepassingen die een hoge hardheid vereisen, stijfheid, breukweerstand en koelingseisen zoals industriële scharen, het frezen van slijtdelen of koelcomponenten.