Alumina Endurecida com Zircônia – Maior resistência para excelência industrial

Alumina Endurecida com Zircônia (ZTA) é uma cerâmica excepcional, distingue-se pela alta tenacidade e resistência à fratura devido às partículas de zircônia estabilizadas com ítria e dispersas através de uma matriz de alumina.

Este material pode suportar mudanças rápidas de temperatura sem rachar ou quebrar, resiste à corrosão química e oferece excelente resistência ao choque térmico.

Excelente resistência à corrosão

A cerâmica ZTA oferece um equilíbrio ideal entre resistência e valor, sendo mais forte que os produtos de alumina, mas menos caro que a zircônia pura. Suas propriedades mecânicas – tenacidade à fratura, resistência à flexão e dureza, bem como resistência ao choque térmico – torná-los adequados para fazer ferramentas industriais, como discos de corte.

ZTA alcança suas propriedades superiores devido à adição de zircônia estabilizada com ítria (YSZ) partículas dentro de uma matriz de alumina. Quando disperso uniformemente por todo, YSZ ajuda a otimizar a resistência à fratura e a resistência à tração de ambos os elementos, resultando em excepcional resistência ao desgaste, inércia química à temperatura ambiente e propriedades de dureza a quente/resistência ao arrebatamento para um material cerâmico excepcional.

Produtos ZTA’ propriedades mecânicas dependem fortemente de suas rotas de processamento para a produção de pós, incluindo tratamentos térmicos, métodos de calcinação, técnicas de secagem e processos de sinterização, bem como moldagem personalizada com aditivos adicionados durante a produção. Todos esses fatores têm um efeito imediato na sua força, propriedades de elasticidade e dureza.

Excelente resistência ao choque térmico

A cerâmica ZTA oferece excelente resistência ao choque térmico, tornando-os uma excelente escolha para aplicações aeroespaciais que exigem altos níveis de resistência, resistência, e inércia química. Quando disperso uniformemente dentro de uma matriz de alumina, o YSZ pode ser otimizado. Uma dessas cerâmicas de zircônia-alumina temperadas por transformação que oferecemos é o BIOLOX delta, que pode ser usado em componentes ortopédicos de suporte de carga, como substituições de quadril..

A transformação induzida por tensão da estrutura metaestável tetragonal para monoclínica de YSZ produz expansão de volume e deformação de cisalhamento que contrariam a propagação de fissuras, aumentando a tenacidade à fratura e, ao mesmo tempo, melhorando a resistência à flexão. O desempenho de tal cerâmica temperada por transformação de alumina-YSZ depende das condições de processamento, bem como da estequiometria dos óxidos constituintes no processo de sinterização.

Condições de sinterização mal controladas podem resultar em baixa resistência à flexão e baixa homogeneidade de uma matriz de alumina-YSZ, potencialmente devido a aprisionamento de ar ou aglomeração de partículas. Ao adicionar aditivos como ítria ou óxidos de magnésio, pode-se reduzir a temperatura de transformação tetragonal para monoclínica e melhorar as propriedades de sinterização da zircônia.

Excelente resistência ao desgaste

ZTA não se destaca apenas em termos de resistência ao choque térmico e resistência à corrosão, mas também é altamente resistente ao desgaste devido ao seu mecanismo de encapsulamento de transformação de fase tetragonal-monclínica. Além disso, estudos in vitro revelaram que os componentes da ZTA são menos propensos à degradação hidrotérmica – algo de grande importância na substituição da cabeça femoral e na cerâmica do copo (como BIOLOX delta produzido pela CeramTec).

Testes de desgaste simulados realizados em componentes ZTA feitos de materiais compósitos de alumina-zircônia produziram resultados impressionantes em termos de resistência ao desgaste, resistência à flexão e dureza. Amostras de ZTA expostas a múltiplos ciclos no simulador de quadril apresentaram degradação mínima com rugosidade superficial significativamente menor do que os componentes monolíticos de zircônia.

Os componentes ZTA provaram ser adequados para aplicações exigentes na fabricação automotiva (ferramentas de conformação a quente e a frio, rolos e cabrestantes para fechamento de latas); indústria energética (rolamentos, inserções de orifício e localizadores de vórtice); processamento de alimentos (homogeneizando peças da bomba); e indústria energética. Suas propriedades mecânicas dependem de muitas variáveis: rotas de preparação usadas para preparar pós; métodos de secagem empregados durante a calcinação; técnicas de modelagem adotadas durante as técnicas de sinterização; modelagem sob medida; aditivos adicionados e distribuição de tamanho de partícula, entre outros.

Excelente resistência

A cerâmica ZTA usa transformação induzida por estresse para integrar zircônia em uma matriz de alumina, aumentando a resistência e durabilidade ao longo do tempo. Isto faz do ZTA uma excelente solução cerâmica para aplicações industriais que exigem tenacidade, alta resistência à corrosão, tolerância ao choque térmico e tolerância ao choque térmico.

Sob tensão, precipitados metaestáveis ​​tetragonais em alumina cúbica sofrem uma transformação abrupta em partículas monoclínicas que aumentam sua tenacidade à fratura criando camadas superficiais compressivas que aderem a trincas dentro de sua matriz.

O endurecimento por transformação é um fenômeno conhecido como endurecimento por fratura, em que o aumento da tenacidade à fratura da alumina resulta em menor comprimento de fissura, menos embotamento de crack, e interações aprimoradas com microfissuras preexistentes. Isso permite combinações de rolamentos duros com duros e duros com macios que são usados ​​em cerâmicas modernas de grau médico, como substituições de quadril.. Além disso, Implantes de zircônia estabilizada com ítrio, conhecidos como y-TZP, fornecem proteção contra desgaste ao longo do tempo.