සර්කෝනියම් ඔක්සයිඩ් සහ ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් එකට එකතු කිරීමෙන් සර්කෝනියා තද ඇලුමිනා ලබා ගනී (ZTA), බොහෝ යෙදුම්වල සුවිශේෂී ද්රව්යයකි. යාන්ත්රික ගුණ, ශක්තිය, අස්ථි බිඳීම දෘඪතාව, ප්රත්යාස්ථතාව, AZ සංයුක්ත පන්තියට අයත් මෙම සංයුක්ත සෙරමික් ද්රව්යයේ දෘඪතාව සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධය බෙහෙවින් අගය කරනු ලැබේ.. ZTA ඉහළ යාන්ත්රික ශක්තිය සඳහා වඩාත් කැමති තේරීම බවට පත්ව ඇත, තාප ප්රතිරෝධය සහ විඛාදන ප්රතිරෝධය.
සංයුතිය සහ ව්යුහය විකේතනය කිරීම
වෙනත් දේවල් අතර, සර්කෝනියා තද ඇලුමිනා ඇලුමිනා අනුකෘතියක් තුළ ඒකාකාරව විසුරුවා හරින ලද සර්කෝනියා ධාන්ය වලින් සමන්විත වේ.. සාමාන්යයෙන්, මෙයට ඇතුළත් වේ 10-20% ඇලුමිනා වල ZrO2 පරිමාව. ඔවුන්ගේ අනුපාතය අනුව, සංඝටක මිශ්රණ විශේෂිත යෙදුමක් මත පදනම්ව විශේෂිත ලක්ෂණ සහිත සෙරමික් සඳහා දායක වේ.
ගොඩනැගිලි කුට්ටි: ඇලුමිනා සහ සර්කෝනියා
ZTA සෑදීමට මිශ්ර කරන ප්රධාන සංරචක වන්නේ ඇලුමිනා සහ සර්කෝනියා ය. එපමණක්ද නොව, විකලාංග බද්ධ කිරීම් ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් ලෙස හඳුන්වන මෙම සෙරමික් ද්රව්ය භාවිතා කර ඇත. (Al2O3) ඉතිහාසයේ එහි හොඳ ජෛව අනුකූලතාව මෙන්ම එහි විශාල යාන්ත්රික ශක්තිය සහ අස්ථි බිඳීමේ ප්රතිරෝධය හේතුවෙන්.
සර්කෝනියාවේ තවත් කැපී පෙනෙන ගුණාංගයක් වන්නේ එහි අඩු විඛාදන අනුපාතය මෙන්ම හොඳ රසායනික ස්ථායීතාවය සහ ඉහළ යාන්ත්රික ශක්තියයි.. එහි Young's මොඩියුලය මල නොබැඳෙන වානේ මිශ්ර ලෝහ සමග එකම විශාලත්වයේ අනුපිළිවෙලෙහි ඇත..
එය සාදන ආකාරය
ZTA නිෂ්පාදනය කිරීම යනු ඇලුමිනා න්යාසයක් පුරා ඒකාකාරව බෙදා හරින ලද tetragonal-phase සර්කෝනියා ධාන්ය සෑදීමයි.. ඉරිතැලීම් තුඩ ආතති සාන්ද්රණයක් මගින් ටෙට්රාගෝන ස්ඵටික ව්යුහයක් මොනොක්ලිනික් එකක් බවට වෙනස් කළ හැකි අතර එමඟින් සර්කෝනියා පරිමාවේ ආශ්රිත වැඩි වීමක් ඇති කරයි.. එවැනි පරිමාව ප්රසාරණය ඵලදායි ලෙස ඉරිතැලීමේ වර්ධනය ප්රතිවර්තනය කරයි හෝ නැවැත්වීම මගින් වැඩි දෘඪතාවක් සහ ශක්තියක් ඇති කරයි.
ZrO2-Al2O3 සෙරමික් වල යාන්ත්රික ගුණ
සමාන ඝනත්ව අගයන් සහිත සාම්ප්රදායික ඇලුමිනාවලට වඩා ඉහළ දෘඪතාව ඇතුළුව ZTA විසින් ප්රදර්ශනය කරන ලද යාන්ත්රික ගුණාංග පුළුල් පරාසයක් ඇත., සාම්ප්රදායික ඇලුමිනාවලට වඩා වැඩි නම්යශීලී ශක්තියක් සහ රේඛීය තාප ප්රසාරණවල සාම්ප්රදායික සර්කෝනියා සංගුණකයට වඩා අඩුය (CLTE).
Zirconia Toughened Alumina ඉහළ යාන්ත්රික ශක්තියක් ඇති අතර තාප ප්රතිරෝධී බැවින් එය විඛාදනයට ලක් නොවේ.. පහත දැක්වෙන්නේ ZTA හි ගුණාංග කිහිපයකි:
දේපල වටිනාකම
රසායනික සූත්රය Zr-Al2O3
ඝනත්වය 4.1-4.38 g/cm^3
දැඩි බව 1750-2100 බොත්තම
ප්රත්යාස්ථතාව 45-49 x 10^6 psi
Flexure ශක්තිය 100-145 ksi
Poisson අනුපාතය 0.26
අස්ථි බිඳීමේ තද බව 5-7 MPa m^1/2
තාප ව්යාප්තියේ සංගුණකය 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
තාප සන්නායකතාව 20.0-21.0 W/mK
කම්පන ප්රතිරෝධය 325 °C
උපරිම ක්රියාකාරී උෂ්ණත්වය 1650 °C
ZrO2-Al2O3 සෙරමික් වල යෙදුම්
Zirconia Toughened Alumina ඉහළ ශක්තියක් සහ ඇඳුම් ප්රතිරෝධයක් අවශ්ය වන විවිධ යෙදුම්වල භාවිතා වේ. මේවාට කපාට මුද්රා ඇතුළත් වේ, අත්, පොම්ප පිස්ටන්, තුණ්ඩ සහ අනෙකුත් කාර්මික කොටස් ඉසීම.
ZTA හි ජෛව අනුකූලතාව
විවිධ අධ්යයන වලදී, ZTA බද්ධ කිරීමේදී කිසිදු අහිතකර පටක ප්රතික්රියාවක් ඇති නොකරන බව වාර්තා වී ඇති අතර එමඟින් එය විකලාංග බර දරණ සංරචක සඳහා හොඳ අපේක්ෂකයෙකු බවට පත් කරයි.. අතිරෙකව, දෘඪතාව, සර්කෝනියා-ඇලුමිනා සෙරමික් විසින් ප්රදර්ශනය කරන ලද තද බව සහ ශක්තිය විකලාංග බර දරණ සංරචක සඳහා සුදුසු වේ.
උකුල් ආත්රොප්ලාස්ටි හි ZTA
ඇලුමිනා වැනි පිඟන් භාණ්ඩ පිළිබඳ සැලකිය යුතු සාකච්ඡා පවත්වා ඇත, සර්කෝනියා සහ සර්කෝනියා ඇලුමිනා දැඩි කළේය (ZTA) උකුල් ආත්රෝප්ලාස්ටි වල සුදුසු ද්රව්ය ලෙස . ZTA හි මෙම වාසි සාක්ෂාත් කරගනු ලැබුවේ ඉහළ යාන්ත්රික ගුණ හෝ ඉහළ නිෂ්ක්රියතාවයෙන් යුත් ඇලුමිනා ප්රදර්ශනය කරන ytria-ස්ථායී සර්කෝනියා සමඟ සම්බන්ධ අවාසි ඇතුළත් නොකරමිනි..
දණහිස් ආත්රොප්ලාස්ටි හි ZTA
බොහෝ විට, සම්පූර්ණ දණහිස් ආත්රොප්ලාස්ටි සඳහා සෙරමික් බද්ධ කිරීමේ සැලසුම් (TKA) නවීන ටයිටේනියම් හෝ කොබෝල්ට්-ක්රෝමියම් මිශ්ර ලෝහ කොටස්වලින් අඳින අංශු මුදා හරින විට රෝගීන් තුළ ඇති විය හැකි අසාත්මිකතා ප්රතික්රියා පිළිබඳ ගැටළුව විසඳීම සඳහා සංවර්ධනය කර ඇත.. සර්කෝනියා ඇලුමිනා දැඩි කළේය (ZTA) Matrix Composite යනු එවැනි යෙදුම් සඳහා අති නවීන ජෛව ද්රව්යයකි.
ZTA: පොරොන්දු වූ අනාගතය
මෙයට අඛණ්ඩ පර්යේෂණ මෙන්ම ZTA හි ගුණාංග වැඩිදියුණු කිරීමේ ක්රම සහ එහි විභව භාවිතයන් පිළිබඳ සංවර්ධනය ඇතුළත් වේ. තවත් කණ්ඩායමක් සැකසූ Zirconia Toughened Alumina, වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකි Biolox® Delta වලට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස අඩු නම්ය ශක්තිය අනුව යාන්ත්රික ගුණ සහිතව නිර්මාණය කර ඇත.. තවත් එකක්, උකුල් ආත්රොප්ලාස්ටි සඳහා මෑතකදී හඳුන්වා දුන් සිලිකන් නයිට්රයිඩ් සෙරමික් සංයෝග ද ඇලුමිනාවලට වඩා ඉහළ ශක්තියක් පෙන්නුම් කරයි. බොහෝ යෙදුම් සහ උසස් ගුණාංග සමඟ ZTA සඳහා අනාගතය දීප්තිමත් ය. ඒ නිසා, දියුණු වන තාක්ෂණය සමඟ, විශේෂයෙන්ම ජෛව වෛද්ය විද්යාව පිළිබඳ විවිධ අංශවල නව සංකල්ප සඳහා ZTA පදනම වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.