Zmaksymalizuj trwałość dzięki komponentom z tlenku glinu wzmocnionego tlenkiem cyrkonu
Ceramika ZTA zapewnia doskonałe właściwości tribologiczne w porównaniu ze zwykłą ceramiką z tlenku glinu, co czyni je idealnym wyborem do narzędzi skrawających, namiar, pompy i elementy zarządzania płynami.
Pod wpływem stresu, cząsteczki tlenku cyrkonu przechodzą z metastabilnych tetragonalnych struktur krystalicznych do jednoskośnych, powodując rozszerzenie objętości, które ściska pęknięcia w osnowie tlenku glinu i znacznie poprawia odporność na pękanie.
Odporność na zużycie
Tlenek glinu wzmocniony tlenkiem cyrkonu (ZTA) to niezwykle trwały materiał. Może wytrzymać ścieranie udarowe i zużycie cierne bez uszkodzeń; co czyni go doskonałym wyborem materiału na koła tnące. Ponadto, ZTA może wytrzymać wysokie temperatury bez uszkodzenia lub degradacji.
ZTA charakteryzuje się wysoką odpornością na korozję chemiczną, co czyni go doskonałym wyborem materiału na implanty medyczne. Biokompatybilny i odporny na kontakt z płynami ustrojowymi, ZTA charakteryzuje się także dużą wytrzymałością na zginanie – idealny do zastosowań związanych z wymianą stawu biodrowego.
ZTA powstaje w wyniku wywołanej naprężeniem transformacji drobnych tetragonalnych cząstek tlenku cyrkonu w kształt jednoskośny. Zwiększa to odporność na pękanie poprzez rozszerzanie przestrzeni wokół pęknięć. Jako taki, ZTA okazuje się znacznie mocniejsze i trwalsze niż tlenek glinu w zastosowaniach związanych ze zużyciem.
Odporność na korozję
Tlenek glinu wzmocniony tlenkiem cyrkonu (ZTA) to zaawansowany techniczny materiał ceramiczny, szeroko stosowany w przemyśle ze względu na swoją wytrzymałość, wytrzymałość, odporność na zużycie i odporność na korozję. ZTA znajduje zastosowanie w wielu sektorach, w tym motoryzacyjnym i lotniczym, dla komponentów takich jak elementy silników, turbin gazowych i części mechanicznych, służąc jednocześnie jako elementy zużywające się w pompach, uszczelki i narzędzia skrawające stosowane w obróbce skrawaniem. W gabinetach lekarskich można również stosować ten materiał ze względu na jego biokompatybilność.
Trwałość tego materiału wynika z procesu hartowania transformacyjnego wywołanego naprężeniami, w którym cząstki tlenku cyrkonu w osnowie tlenku glinu ulegają przemianie w struktury jednoskośne poprzez indukujące naprężenia transformacyjne hartowanie, pomaga zamknąć pęknięcia i zwiększyć odporność na pękanie, chroniąc się w ten sposób przed uszkodzeniami w różnych środowiskach, takich jak kwas fosforowy, kwas siarkowy i woda destylowana. Dzięki temu jest odporny na korozję.
Wysoka wytrzymałość
Połączenie tlenku glinu i tlenku cyrkonu skutkuje zwiększoną wytrzymałością i odpornością na pękanie w porównaniu ze standardowym tlenkiem glinu, czyni ZTA doskonałym wyborem materiału na komponenty poddawane obciążeniom udarowym. Ponadto, ZTA charakteryzuje się także dużą odpornością na korozję chemiczną.
ZTA charakteryzuje się doskonałą twardością i wytrzymałością dzięki przekształceniu tetragonalnych cząstek tlenku cyrkonu w kryształy jednoskośne w wyniku transformacji wywołanej naprężeniami w wyniku obciążenia mechanicznego lub wahań temperatury, i późniejsze ciśnienie powodowane przez jednoskośne tworzenie się kryształów tlenku cyrkonu ściskające matrycę tlenku glinu, dając mu wielką siłę, trwałość, i odporność na szok termiczny.
Ta wyjątkowa ceramika charakteryzuje się również wyjątkowo wysoką wytrzymałością na zginanie i niskim współczynnikiem rozszerzalności cieplnej, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań wymagających mechanizmów chłodzących. Ponadto, jego odporność na żrące chemikalia – w tym płyny ustrojowe – sprawia, że implanty medyczne nadają się do umieszczania wewnątrz ludzi bez ryzyka ich degradacji w miarę upływu czasu, pozwalając pacjentom cieszyć się komfortowymi doświadczeniami bez obaw o pogorszenie się stanu implantu z biegiem czasu.
Wysoka wytrzymałość
Ceramika ZTA poprawia wytrzymałość tlenku glinu poprzez wywołaną naprężeniem przemianę cząstek tlenku cyrkonu w drobne, osiąga się poprzez spiekanie i prasowanie izostatyczne na gorąco (BIODRO). W zależności od ilości tlenku cyrkonu w jego matrycy, ZTA może mieć niską lub wysoką wytrzymałość.
Clausen zademonstrował w 1976 że matryce tlenku glinu zawierające niestabilizowany tlenek cyrkonu można hartować w celu poprawy właściwości mechanicznych poprzez włączenie niestabilizowanych kryształów tlenku cyrkonu jako drobno zdyspergowanych metastabilnych osadów, takie jak te utworzone z niestabilizowanych kryształów tlenku cyrkonu, w celu poprawy właściwości mechanicznych. Udowodnił to za pomocą propagacji pęknięć; kiedy pęknięcia przemieszczają się do przodu przez materiał i ściskają jego strefę przed wierzchołkiem, mogą przejść w fazę jednoskośną i przejść w nią łatwiej niż miałoby to miejsce w innym przypadku.
Ten mechanizm hartowania zwiększa wytrzymałość na zginanie i odporność na pękanie tlenku glinu, jednocześnie zwiększając twardość, tworząc niezrównany materiał kompozytowy odpowiedni do zastosowań wymagających dużej twardości, sztywność, odporność na pękanie i wymagania dotyczące chłodzenia, takie jak noże przemysłowe, frezowanie części eksploatacyjnych lub elementów chłodzących.