Zirkonia gehard aluminiumoxide
Aluminiumoxide-zirkoniumoxide-composieten worden gehard door spanningsgeïnduceerde transformatie van fijne tetragonale zirkoniumoxidedeeltjes in harde, sterke materialen met extreme sterkte en taaiheid die ze geschikt maken voor diverse toepassingen en omgevingen.
Voor het vervaardigen van ZTA-monsters werd gelcasting gebruikt, waarbij zorgvuldige aandacht wordt besteed aan het optimaliseren van de mestvoorbereiding met verschillende vaste stofbelastingen, vorm- en ontvormprocessen, drogen met oplosmiddel (osmotisch versus luchtdrogend), en pyrolyse- en sinterprocessen bij 1550 En 1650 graden Celsius voor droogdoeleinden. Dikte, hardheid, Bepalingen van de breuktaaiheid en buigsterkte werden uitgevoerd op alle monsters die met behulp van gelcasting waren vervaardigd.
Het heeft een hoge hardheid
Zirkoniumoxide gehard aluminiumoxide (ZTA) is vanwege de hoge hardheid ideaal voor veeleisende toepassingen. Vervaardigd met behulp van gelgieten, ZTA biedt kostenbesparingen ten opzichte van andere keramische materialen en biedt tegelijkertijd superieure sterkte. ZTA kan temperaturen verdragen van 1650 graden Celsius, terwijl het kosteneffectief blijft omdat het bestaat uit poeders van yttriumoxide-gestabiliseerd zirkoniumoxide en aluminiumoxide die zijn gecombineerd met behulp van gelgiet- en sintertechnieken.
ZTA-keramiek valt op door hun opmerkelijke taaiheid als gevolg van de transformatie van tetragonale naar monokliene fasen, waardoor de breuktaaiheid met maar liefst twee toeneemt. Dit mechanisme wordt veroorzaakt door verschillen tussen hun elastische modulus tussen hun respectieve fasen – respectievelijk zirkoniumoxide en aluminiumoxide – Dit betekent dat spanningsvelden die ontstaan tijdens fasetransformatie daadwerkelijk de scheurvoortplanting tegengaan, waardoor ZTA veel sterker is dan traditioneel aluminiumoxide-keramiek.
Met zirkoniumoxide gehard aluminiumoxide beschikt over een superieure hardheid en breuktaaiheid ten opzichte van AlN, evenals superieure buigsterkte vergeleken met beide materialen, waardoor het een uitstekende kandidaat is voor toepassingen in de automobielsector en duurzame energie. Verder, ZTA beschikt over superieure thermische schokbestendigheid en goede elektrische isolatie-eigenschappen, waardoor het geschikt is voor gebruik in de auto en ander medisch gebruik; bovendien, ZTA vertoont geen DNA-schade of kankergenetische effecten in zoogdiercellen, het biedt potentieel gebruik als tandheelkundig implantaatmateriaal vanwege de uitstekende mechanische eigenschappen en biocompatibiliteitseigenschappen.
Het heeft een hoge taaiheid
Zirkoniumoxide gehard aluminiumoxide (ZTA), of met zirkonium gehard aluminiumoxide, is een keramisch materiaal bestaande uit zowel aluminiumoxide als zirkonium dat uitzonderlijke mechanische eigenschappen biedt, zoals een hoge buigsterkte, breuktaaiheid, elasticiteit, hardheid en slijtvastheid. De verhouding tussen deze materialen kan eenvoudig worden aangepast om aan specifieke toepassingen te voldoen; ZTA-producten overtreffen producten gemaakt met puur zirkonia, terwijl ze kosteneffectiever zijn.
Dit materiaal is met succes gebruikt bij heupvervangende femurkoppen en acetabulumvoeringen vanwege de biocompatibiliteit en het langdurig draagvermogen.. Echter, de geschiktheid ervan moet eerst in vivo worden beoordeeld.
ZTA bereikt een hoge taaiheid dankzij de metastabiele tetragonale structuur en de drukkracht van een aluminiumoxidematrix, waar hoge trekspanningen transformatieharding veroorzaken; dat is, zirkoniumoxide transformeert naar monokliene vormen wanneer het wordt blootgesteld aan compressiekrachten van een aluminiumoxidematrix, het produceren van spanningsenergieën die de voortplanting van scheuren vertragen of stoppen, waardoor transformatie-hardende effecten worden geproduceerd die de voortplanting van scheuren voorkomen.
ZTA beschikt over aanzienlijk verbeterde buigsterkte 99% aluminiumoxide-keramiek vanwege de metastabiele tetragonale fase en aluminiumoxidematrix, in dit opzicht ruimschoots overtroffen. Echter, aluminiumoxide-zirkoniumoxide-composieten kunnen bros worden als gevolg van lagere homogeniteit en luchtinsluiting, evenals deeltjesagglomeratie, wat leidt tot puntdefecten en verminderde buigsterkte – toch overtreffen de prestaties traditioneel aluminiumoxide-keramiek, zowel in medische als industriële toepassingen.
Het heeft een hoge sterkte
Gehard aluminiumoxide met zirkoniumoxide is een extreem duurzaam materiaal, waardoor het geschikt is voor dragende toepassingen. Geproduceerd door spanningsgeïnduceerde transformatie van fijne tetragonale zirkoniumoxidedeeltjes in een aluminiumoxidematrix, de productie ervan resulteert in een zeer uniforme deeltjesverdeling met uitzonderlijke sterkte- en taaiheidseigenschappen.
Keramiek is ook zeer goed bestand tegen chemische corrosie. Het is geschikt voor vele toepassingen, waaronder medische implantaten en tandheelkundige materialen, vanwege het vermogen om herhaalde blootstelling aan lichaamsvloeistoffen en chemicaliën te weerstaan.
ZTA valt ook op door zijn thermische schokbestendigheid, omdat de zirkoniumoxidedeeltjes, verspreid in een aluminiumoxidematrix, thermische energie absorberen en drukspanningen creëren om scheurvorming te voorkomen – Hierdoor kan ZTA-keramiek veilig worden gebruikt voor toepassingen bij hoge temperaturen, zoals ovencomponenten en turbinemotoronderdelen, zonder risico op schade of defecten.
ZTA ontleent zijn kracht aan zijn structuur en de verspreiding van nanodeeltjes, evenals heet isostatisch persen en conventioneel sinteren voor verhoogde betrouwbaarheid. Voor extra flexibiliteit, het kan ook worden geproduceerd met behulp van sol-gel-fabricagemethoden die moleculen in vaste stoffen transformeren – in dit geval het combineren van aluminiumoxidepoeder en zirkoniumoxidepoeders in een gelachtige vloeistof die vervolgens in verschillende vormen kan worden gevormd voordat het in een oven wordt gebakken totdat het uitharden heeft plaatsgevonden voordat het uit de vorm wordt gehaald en gedroogd om ZTA te verkrijgen met fijne kristalstructuren met hoge dichtheid samen met veranderd kristal, atomair, elektronische toestanden resulterend in ZTA die zowel een hoge dichtheid als veranderd kristal vertoont, atomaire toestanden en veranderde kristalstructuren, veranderde kristalstructuren evenals veranderd kristal, atomaire toestanden resulterend in veranderd kristal, atomaire toestanden voor verhoogde betrouwbaarheid.
Het heeft een hoge temperatuurbestendigheid
ZTA-materiaal biedt superieure temperatuurbestendigheid, waardoor het geschikt is voor toepassingen die extreme duurzaamheid vereisen. Verder, zijn corrosiebestendigheid en hogere buigsterkte maken ZTA geschikt voor langdurige blootstelling aan temperaturen tot 1773 K – waardoor het een uitstekende keuze is voor langdurige blootstelling van apparatuur aan hoge hitteniveaus.
Recent onderzoek wijst uit dat zirkoniumoxide de mechanische eigenschappen van aluminiumoxide verbetert, met name de taaiheid en buigsterkte. Dit effect treedt op omdat zirkoniumoxidedeeltjes drukspanning vormen op een aluminiumoxidematrix wanneer ze onder spanning staan; deze drukspanning helpt de scheurvoortplanting te verminderen en tegelijkertijd de breuktaaiheid te vergroten.
Talrijke factoren beïnvloeden de prestaties van ZTA-composieten, zoals de sintermethoden en temperaturen, evenals de hoeveelheid toegevoegde zirkonia. In het algemeen, het toevoegen van meer zirkonia heeft de neiging de prestaties te verbeteren; te veel zirkoniumoxide kan echter zowel de buigsterkte als de breuktaaiheid verminderen.
Aluminiumoxide-zirkoniumoxide-gehard aluminiumoxide (DAT) is een geavanceerd technisch keramisch materiaal dat in verschillende industriële toepassingen wordt gebruikt. Gemaakt van aluminiumoxide en zirkoniumoxide, verbonden door keramische bindingen die de buigsterkte en breuktaaiheid van het materiaal verbeteren, AZT is een uitstekend materiaal voor machines die worden blootgesteld aan hoge temperaturen, zoals ovens en ovens.