Cirkonijeva kaljena glinica za napredne aplikacije

ZTA je aluminijev oksid-cirkonijev kompozitni material, odlikuje vrhunska moč in žilavost. Proizvedeno s transformacijo finih tetragonalnih delcev cirkonijevega oksida v matrici aluminijevega oksida zaradi stresa.

Cirkonijeva keramika je izjemen tehnični material, ponaša se z odlično trdoto, toplotna stabilnost, odpornost proti obrabi in delovna okolja, kjer mnoge druge keramike ne morejo delovati. Kovine in plastike preprosto ni mogoče primerjati. Nadalje, cirkonijeva keramika izkazuje tudi izjemno trdoto za izdelavo orodij.

Moč

ZTA med keramičnimi materiali izstopa z izjemno trdnostjo in žilavostjo, odpornost proti obrabi, kemična inertnost, nizek koeficient trenja, visoko razmerje trdota/togost in razmeroma nizek koeficient toplotnega raztezanja v primerjavi z večino drugih – zaradi česar je idealen material za aplikacije, kot so orodja za rezanje. Nadalje, Zaradi njegove biokompatibilnosti je ZTA tudi privlačna izbira materiala.

ZTA je opredeljena z zelo enakomerno porazdelitvijo tetragonalnih delcev cirkonijevega oksida v matrici aluminijevega oksida. To se doseže z uporabo sofisticiranih tehnik mešanja, kot sta kroglično mletje in visokoenergijsko atricijsko mletje.; Ko so praški zmešani, jih je mogoče oblikovati v predvideno komponento s suhim stiskanjem, izostatično stiskanje, tehnike brizganja ali ekstrudiranja.

Cirkonij, razpršen po matriki aluminijevega oksida, izboljša lomno žilavost z absorbiranjem in razpršitvijo energije razpok, znano kot transformacijsko utrjevanje. Cirkonij prav tako prispeva k odpornosti proti obrabi s proizvajanjem tlačnih napetosti, ki preprečujejo širjenje razpok – znan kot samoostrenje – zaradi česar je ZTA odlična izbira materiala za brusne plošče.

Žilavost

Cirkonijev kaljeni aluminijev oksid (ZTA) Keramika se ponaša z impresivno trdnostjo in odpornostjo na zlom, zaradi česar so popolni za uporabo v različnih aplikacijah in okoljih. Ta izjemna odpornost izvira iz stresno povzročene fazne transformacije finega, enakomerno razpršeni tetragonalni delci cirkonijevega oksida, razpršeni v matrici aluminijevega oksida; stres inducira fazno transformacijo, da nastanejo mreže mikrorazpok iz cirkonijevega oksida, ki absorbirajo energijo širjenja razpok, učinkovito upočasnijo njihovo širjenje in hkrati povečajo odpornost proti zlomu (Clausen 1976).

ZTA izstopa zaradi izjemne odpornosti na toplotne udarce. Zahvaljujoč svoji edinstveni kombinaciji tetragonalno-monoklinske fazne sestave, ta keramika lahko prenese hitre spremembe temperature brez pokanja ali zloma, medtem ko stresno inducirana transformacija cirkonijevega oksida v njegovo metastabilno tetragonalno obliko ustvarja tlačne napetosti, ki preprečujejo nastanek razpok znotraj njegove matrike iz aluminijevega oksida in znatno povečajo žilavost ter tako dodatno povečajo zmogljivost ZTA..

ZTA se ne ponaša le z močjo, tetragonalno-monoklinska struktura in visoka lomna žilavost, ampak tudi nizek koeficient toplotnega raztezanja (CTE), zaradi česar je primeren za aplikacije, ki zahtevajo ekstremne temperature ali okolja, kjer je dimenzijska stabilnost ključnega pomena, kot so natančne komponente ali elektronski paketi.

ZTA izstopa med materiali za medicinske vsadke zaradi kombinacije kemične odpornosti, mehanske lastnosti in odpornost proti koroziji zaradi stresa v vodi ali telesnih tekočinah, zaradi česar je glavni kandidat za medicinske vsadke, kot so ortopedske glave stegnenic in acetabularne obloge. BioLOX Delta biomaterial je en tak primer; obsežno uporablja med ortopedskimi operacijami za obe aplikaciji.

Odpornost proti koroziji

ZTA se ponaša z vrhunskimi lastnostmi aluminijevega oksida in cirkonijevega oksida, zaradi česar je zelo odporen proti kemičnim napadom in obrabi, zaradi česar je popoln za aplikacije, ki vključujejo okolja, nagnjena k koroziji, ali ponavljajoče se trenje ali mehanske obremenitve.

Kombinacija trdote aluminijevega oksida z žilavostjo cirkonijevega oksida ima za posledico odlične tribološke lastnosti, ki zagotavljajo odlično odpornost proti obrabi v komponentah z velikimi obremenitvami in dolgotrajno uporabo, kot so ortopedski vsadki, rezalna orodja in komponente, odporne proti obrabi, ki se uporabljajo pri upravljanju tekočin (vodila niti, ležaji, šobe itd). Ta kombinacija je še posebej uporabna v medicinskih in industrijskih okoljih, kot so ortopedski vsadki, rezalna orodja ali upravljanje tekočin (vodila navojev ležaji šobe itd).

Izboljšano lomno žilavost ZTA lahko pripišemo fino porazdeljenim delcem cirkonijevega oksida v matriki aluminijevega oksida. Ko se razpoke začnejo širiti, ko njihova energija narašča in se širi naprej, ta tetragonalna zrna cirkonijevega dioksida so podvržena fazni transformaciji, da jo absorbirajo in razpršijo kot del transformacijskega utrjevalnega mehanizma – s čimer se izboljša lomna žilavost tega materiala.

Uspeh pri proizvodnji keramike ZTA je v uporabi prvovrstnega prahu cirkonijevega oksida in aluminijevega oksida brez nečistoč.. Sintranje mora biti nadzorovano, da se prepreči spontana transformacija cirkonijevega dioksida iz tetragonalne v monoklinično med ohlajanjem in da se čim bolj zmanjša tvorba metastabilne monoklinične faze, ki je dovzetna za kemisorpcijo z vodnimi molekulami, kar povzroči razgradnjo pri nizki temperaturi pri dolgotrajni uporabi.; Postopek sintranja keramike ZTA podjetja Saint-Gobain ZirPro je bil posebej ustvarjen za preprečevanje takšnih nezaželenih pojavov.. Na srečo je keramika ZTA keramike Saint-Gobain ZirPro ceramic zasnovana posebej za preprečevanje takšnih pojavov –

Toplotna stabilnost

Cirkonijev kaljeni aluminijev oksid (ZTA) lahko prenese hitre spremembe temperature brez razpok ali zlomov, zahvaljujoč delcem cirkonijevega oksida, razpršenim v matriki aluminijevega oksida, ki absorbirajo toplotno energijo in ustvarjajo tlačne napetosti, ki preprečujejo razpoke in odpoved. Ker ZTA tako učinkovito absorbira toplotno energijo, ta material je odlična izbira za aplikacije, ki zahtevajo odpornost na visoke temperature.

Dodajanje cirkonijevega oksida v matriko iz aluminijevega oksida lahko poveča lomno žilavost, hkrati pa izboljša mehanske lastnosti, kot sta trdnost in odpornost proti obrabi. Povečano lomno žilavost v ZTA je mogoče pripisati transformaciji, ki jo povzroči napetost, iz metastabilne tetragonalne faze v monoklinično fazo pri sobni temperaturi; učinek, okrepljen z manjšimi velikostmi zrn cirkonijevega oksida od tistih v aluminijevem oksidu.

Stabilizatorji se pogosto uporabljajo za ohranitev tetragonalne cirkonijeve faze v materialih ZTA, kot je Biolox Delta; vendar, podobne rezultate je mogoče doseči brez stabilizatorjev v smislu porazdelitve delcev in lomne žilavosti.

Kombinacija aluminijevega oksida in cirkonijevega oksida ustvarja napredno keramiko, ki se odlikuje po trdnosti, lomna žilavost, elastičnost in trdota – značilnosti, bistvene za aplikacije, ki zahtevajo strukturno zmogljivost in odpornost proti koroziji. ZTA keramika je ponavadi boljša 99% Keramika iz aluminijevega oksida je stroškovno učinkovita, hkrati pa učinkoviteje izpolnjuje posebne potrebe uporabe; njihovo razmerje je mogoče celo posebej prilagoditi.