Maximalizujte odolnosť s komponentmi z oxidu hlinitého tvrdeného zirkónom

Keramika ZTA poskytuje vynikajúce tribologické vlastnosti v porovnaní s bežnou keramikou z oxidu hlinitého, čo z nich robí ideálnu voľbu pre rezné nástroje, ložiská, čerpadlá a komponenty na riadenie tekutín.

Pod stresom, častice oxidu zirkoničitého sa posúvajú z metastabilných tetragonálnych kryštálových štruktúr na monoklinické, vytvára objemovú expanziu, ktorá stláča trhliny v matrici oxidu hlinitého a výrazne zlepšuje lomovú húževnatosť.

Odolnosť proti opotrebovaniu

Zirkónom tvrdený oxid hlinitý (ZTA) je mimoriadne odolný materiál. Môže odolať nárazovému oderu alebo opotrebovaniu trením bez poškodenia; čo z neho robí vynikajúcu voľbu materiálu na rezanie kotúčov. Ďalej, ZTA odolá vysokým teplotám bez poškodenia alebo znehodnotenia.

ZTA je vysoko odolný voči chemickej korózii, čo z neho robí skvelú voľbu materiálu pre lekárske implantáty. Biokompatibilné a schopné odolávať kontaktu s telesnými tekutinami, ZTA sa môže pochváliť aj vysokou pevnosťou v ohybe – ideálne pre aplikácie náhrady bedrového kĺbu.

ZTA sa vytvára stresom indukovanou transformáciou jemných tetragonálnych častíc zirkónia do monoklinického tvaru. To zvyšuje lomovú húževnatosť rozšírením priestoru okolo trhlín. Ako taký, ZTA dokazuje, že je oveľa pevnejší a odolnejší ako oxid hlinitý pre aplikácie opotrebovania.

Odolnosť proti korózii

Zirkónom tvrdený oxid hlinitý (ZTA) je pokročilý technický keramický materiál široko používaný v priemysle pre svoju pevnosť, húževnatosť, vlastnosti odolnosti proti opotrebovaniu a korózii. ZTA nachádza uplatnenie v mnohých odvetviach vrátane automobilového a leteckého priemyslu pre komponenty, ako sú komponenty motorov, plynové turbíny a mechanické časti, pričom slúžia ako opotrebované komponenty v čerpadlách, tesnenia a rezné nástroje používané na obrábanie. Tento materiál môžu využívať aj lekárske poľné ordinácie kvôli jeho biokompatibilite.

Trvanlivosť tohto materiálu pochádza z jeho namáhaním vyvolaného procesu vytvrdzovania, v ktorom častice oxidu zirkoničitého v matrici oxidu hlinitého prechádzajú transformáciou na monoklinické štruktúry prostredníctvom transformačného spevnenia vyvolávajúceho napätie, pomáha uzatvárať trhliny a zvyšuje lomovú húževnatosť, chráni sa tak pred poškodením v rôznych prostrediach, ako je napríklad kyselina fosforečná, kyselina sírová a destilovaná voda. To mu umožňuje odolávať korózii.

Vysoká pevnosť

Kombinácia oxidu hlinitého a oxidu zirkoničitého má za následok zvýšenú pevnosť a lomovú húževnatosť v porovnaní so štandardným oxidom hlinitým, vďaka čomu je ZTA vynikajúcou voľbou materiálu pre komponenty vystavené nárazovému zaťaženiu. Ďalej, ZTA sa tiež môže pochváliť veľkou odolnosťou voči chemickej korózii.

ZTA sa môže pochváliť vynikajúcou tvrdosťou a pevnosťou vďaka transformácii častíc tetragonálneho oxidu zirkoničitého na monoklinické kryštály prostredníctvom transformácie vyvolanej stresom mechanickým zaťažením alebo teplotnými výkyvmi, a následný tlak z tvorby monoklinických kryštálov zirkónia stláčaním matrice oxidu hlinitého, dáva tomu veľkú silu, trvanlivosť, a odolnosť proti tepelným šokom.

Táto jedinečná keramika sa tiež môže pochváliť extrémne vysokou pevnosťou v ohybe a nízkym koeficientom tepelnej rozťažnosti, vďaka tomu je ideálny pre aplikácie vyžadujúce chladiace mechanizmy. Ďalej, jeho odolnosť voči korozívnym chemikáliám – vrátane telesných tekutín – robí lekárske implantáty vhodnými na umiestnenie do ľudí bez rizika degradácie v priebehu času, čo umožňuje pacientom vychutnať si pohodlné zážitky bez obáv z poškodenia implantátu v priebehu času.

Vysoká húževnatosť

Keramika ZTA zlepšuje húževnatosť oxidu hlinitého prostredníctvom transformácie častíc oxidu zirkoničitého na jemné namáhaním, dosiahnuté spekaním a izostatickým lisovaním za tepla (HIP). V závislosti od toho, koľko zirkónu existuje v jeho matrici, ZTA môže mať nízku alebo vysokú húževnatosť.

Clausen demonštroval v 1976 že matrice oxidu hlinitého obsahujúce nestabilizovaný oxid zirkoničitý by mohli byť spevnené na zlepšenie mechanických vlastností zahrnutím nestabilizovaných kryštálov oxidu zirkoničitého ako jemne rozptýlené metastabilné precipitáty, ako sú tie, ktoré sú vytvorené z nestabilizovaných kryštálov oxidu zirkoničitého, na zlepšenie mechanických vlastností. Tento bod dokázal pomocou šírenia trhlín; keď sa trhliny posunuli vpred cez materiál a stlačili jeho zónu pred ich špičkou, mohli sa premeniť na monoklinickú fázu a premeniť sa na ňu ľahšie, ako by sa inak stalo.

Tento vytvrdzovací mechanizmus zvyšuje pevnosť v ohybe a lomovú húževnatosť oxidu hlinitého a súčasne zvyšuje tvrdosť, vytvorenie jedinečného kompozitného materiálu vhodného pre aplikácie vyžadujúce vysokú tvrdosť, stuhnutosť, odolnosť proti lomu a požiadavky na chladenie, ako sú priemyselné frézy, frézovanie opotrebiteľných dielov alebo chladiacich komponentov.