Maksimer holdbarheten med Zirconia-herdede aluminiumoksydkomponenter

ZTA-keramikk gir overlegne tribologiske egenskaper sammenlignet med vanlig alumina-keramikk, gjør dem til det ideelle valget for skjæreverktøy, lagre, pumper og væskestyringskomponenter.

Under stress, zirkoniumpartikler skifter fra metastabile tetragonale krystallstrukturer til monokliniske, produserer volumutvidelse som komprimerer sprekker i en aluminamatrise og forbedrer bruddseigheten betydelig.

Slitasjemotstand

Zirconia herdet aluminiumoksyd (ZTA) er et ekstremt slitesterkt materiale. Den tåler støtslitasje eller friksjonsslitasje uten å lide skade; gjør det til et utmerket materialvalg for kuttehjul. Videre, ZTA tåler høye temperaturer uten å bli skadet eller degradert.

ZTA er svært motstandsdyktig mot kjemisk korrosjon, gjør det til et utmerket materialvalg for medisinske implantater. Biokompatibel og i stand til å motstå kroppsvæskekontakt, ZTA har også høy bøyestyrke – perfekt for hofteproteseapplikasjoner.

ZTA er skapt gjennom stressindusert transformasjon av fine tetragonale zirkoniumpartikler til monoklinisk form. Dette øker bruddseigheten ved å utvide plass rundt sprekker. Som sådan, ZTA viser seg å være langt sterkere og mer holdbar enn alumina for slitasjeapplikasjoner.

Korrosjonsbestandighet

Zirconia herdet aluminiumoksyd (ZTA) er et avansert teknisk keramisk materiale som er mye brukt i industrien for sin styrke, seighet, slitestyrke og korrosjonsbestandighetsegenskaper. ZTA finner applikasjoner på tvers av en rekke sektorer, inkludert bilindustri og romfart for komponenter som motorkomponenter, gassturbiner og mekaniske deler mens de fungerer som slitasjekomponenter i pumper, tetninger og skjæreverktøy som brukes til maskineringsapplikasjoner. Medisinske feltoperasjoner kan også bruke dette materialet på grunn av dets biokompatibilitet.

Holdbarheten i dette materialet kommer fra dets stressinduserte transformasjonsherdingsprosess, der zirkoniumoksidpartikler i en aluminamatrise gjennomgår transformasjon til monokliniske strukturer gjennom stressinduserende transformasjonsherding, hjelper til med å lukke sprekker og øke bruddseigheten, og beskytter seg dermed mot skade i varierte miljøer som fosforsyre, svovelsyre og destillert vann. Dette gjør at den kan motstå korrosjon.

Høy styrke

Kombinasjon av alumina og zirkoniumoksyd gir økt styrke og bruddseighet sammenlignet med standard alumina, gjør ZTA til et utmerket materialvalg for komponenter utsatt for slagbelastning. Videre, ZTA har også stor kjemisk korrosjonsbestandighet.

ZTA har overlegen hardhet og styrke på grunn av transformasjonen av tetragonale zirkoniumoksidpartikler til monokliniske krystaller gjennom stressindusert transformasjon ved mekanisk belastning eller temperatursvingninger, og påfølgende trykk fra monoklinisk zirkoniumoksidkrystalldannelse som komprimerer en aluminamatrise, gir den stor styrke, varighet, og motstand mot termisk sjokk.

Denne unike keramikken har også ekstremt høy bøyestyrke og lav termisk ekspansjonskoeffisient, gjør den perfekt for applikasjoner som krever kjølemekanismer. Videre, dens motstand mot etsende kjemikalier – inkludert kroppsvæsker – gjør medisinske implantater egnet for plassering inne i mennesker uten risiko for nedbrytning over tid, slik at pasienter kan nyte komfortable opplevelser uten å bekymre seg over implantatforringelse over tid.

Høy seighet

ZTA-keramikk forbedrer aluminas seighet gjennom stressindusert transformasjon av zirkoniumpartikler til fine partikler, oppnås via sintring og varm isostatisk pressing (HOFTE). Avhengig av hvor mye zirkoniumoksid som finnes i matrisen, ZTA kan enten ha lav eller høy seighetsegenskaper.

Clausen demonstrerte i 1976 at alumina-matriser som inneholder ustabilisert zirkoniumoksid kan bli herdet for å forbedre mekaniske egenskaper ved å inkludere ustabiliserte zirkoniumoksidkrystaller som fint dispergerte metastabile utfellinger, slik som de dannet fra ustabiliserte zirkoniumoksidkrystaller, for å forbedre mekaniske egenskaper. Han beviste dette poenget ved å bruke sprekkforplantning; når sprekker beveget seg fremover gjennom materialet og komprimerte sonen foran tuppen deres, kunne de transformeres til monoklinisk fase og konvertere til den lettere enn ellers ville skje ellers.

Denne herdemekanismen øker bøyestyrken og bruddseigheten til alumina, samtidig som hardheten øker, skaper et enestående komposittmateriale egnet for applikasjoner som krever høy hardhet, stivhet, bruddmotstand og kjølekrav som industrikuttere, fresing av slitedeler eller kjølekomponenter.