Cirkonijev kaljeni aluminijev oksid
Kompoziti aluminijevega oksida in cirkonijevega oksida so utrjeni s transformacijo finih tetragonalnih delcev cirkonijevega oksida v trde zaradi napetosti., močni materiali z izjemno močjo in žilavostjo, zaradi česar so primerni za različne aplikacije in okolja.
Gelcasting je bil uporabljen za izdelavo vzorcev ZTA, s posebno pozornostjo, posvečeno optimizaciji priprave gnojevke z različnimi obremenitvami trdnih snovi, postopke oblikovanja in odstranjevanja iz kalupa, sušenje s topilom (osmotsko sušenje proti zračnemu sušenju), ter procesi pirolize in sintranja pri 1550 in 1650 degC za namene sušenja. Gostota, trdota, Ocene lomne žilavosti in upogibne trdnosti so bile izvedene na vseh vzorcih, izdelanih z gelskim litjem.
Ima visoko trdoto
Cirkonijeva kaljena glinica (ZTA) je idealen za zahtevne aplikacije zaradi visoke trdote. Izdelano z litjem z gelom, ZTA ponuja prihranke pri stroških v primerjavi z drugimi keramičnimi materiali, hkrati pa se ponaša z vrhunsko trdnostjo. ZTA lahko prenese temperature 1650 degC, medtem ko ostaja stroškovno učinkovit, ker je sestavljen iz praškov cirkonijevega oksida in aluminijevega oksida, stabiliziranega z itrijem, ki sta bila združena s tehnikami litja v gelu in sintranja.
ZTA keramika izstopa zaradi izjemne žilavosti zaradi prehajanja iz tetragonalne v monoklinično fazo, povečanje lomne žilavosti za kar dva. Ta mehanizem je posledica razlik med njihovimi moduli elastičnosti med posameznimi fazami – cirkonij oziroma aluminijev oksid – kar pomeni, da napetostna polja, ustvarjena med fazno transformacijo, dejansko delujejo tako, da ublažijo širjenje razpok, zaradi česar je ZTA veliko bolj trda kot tradicionalna keramika iz aluminijevega oksida.
Aluminijev oksid, kaljen s cirkonijem, se ponaša z vrhunsko trdoto in lomno žilavostjo v primerjavi z AlN, kot tudi vrhunsko upogibno trdnost v primerjavi z obema materialoma, zaradi česar je odličen kandidat za uporabo v avtomobilski industriji in trajnostni energiji. Nadalje, ZTA ima vrhunsko odpornost na toplotne udarce in dobre električne izolacijske lastnosti, zaradi česar je primeren za uporabo v avtomobilih in druge medicinske namene; poleg tega, ZTA ne kaže poškodb DNK ali kancerogenetskih učinkov v celicah sesalcev, omogoča potencialno uporabo kot material za zobne vsadke zaradi svojih odličnih mehanskih lastnosti in lastnosti biokompatibilnosti.
Ima visoko žilavost
Cirkonijeva kaljena glinica (ZTA), ali s cirkonijem utrjen aluminijev oksid, je keramični material, sestavljen iz aluminijevega oksida in cirkonija, ki nudi izjemne mehanske lastnosti, kot je visoka upogibna žilavost, lomna žilavost, elastičnost, trdota in odpornost proti obrabi. Razmerje med temi materiali je mogoče enostavno spremeniti, da ustreza specifičnim aplikacijam; Izdelki ZTA so zasenčili tiste, izdelane iz čistega cirkonija, hkrati pa so bili stroškovno učinkovitejši.
Ta material je bil zaradi svoje biokompatibilnosti in dolgotrajne nosilnosti uspešno uporabljen v glavah stegnenice za zamenjavo kolka in acetabularnih oblogah. Vendar, njegovo primernost je treba najprej oceniti in vivo.
ZTA dosega visoko žilavost zaradi svoje metastabilne tetragonalne strukture in tlačne sile iz matrike aluminijevega oksida, kjer visoke natezne napetosti povzročijo transformacijsko kaljenje; to je, cirkonij se spremeni v monoklinične oblike, ko je izpostavljen kompresijskim silam iz matrike aluminijevega oksida, ustvarjajo napetostne energije, ki upočasnijo ali ustavijo širjenje razpok, s čimer povzročijo transformacijske utrjevalne učinke, ki preprečujejo širjenje razpok.
ZTA se ponaša z znatno povečano upogibno trdnostjo 99% aluminijeva keramika zaradi svoje metastabilne tetragonalne faze in matrike aluminijevega oksida, v tem pogledu jo bistveno prehiteva. Vendar, kompoziti aluminijevega oksida in cirkonijevega oksida lahko postanejo krhki zaradi manjše homogenosti in ujetja zraka ter aglomeracije delcev, kar vodi do točkastih napak in zmanjšane upogibne trdnosti – kljub temu pa njegova zmogljivost presega tradicionalno keramiko iz aluminijevega oksida v medicinski in industrijski uporabi.
Ima visoko trdnost
Cirkonijev kaljeni aluminijev oksid je izjemno vzdržljiv material, zaradi česar je primeren za nosilne aplikacije. Proizvedeno s transformacijo finih tetragonalnih delcev cirkonijevega oksida v matrico aluminijevega oksida, ki jo povzroči stres, rezultat njegove proizvodnje je zelo enakomerna porazdelitev delcev z izjemnimi lastnostmi trdnosti in žilavosti.
Keramika je tudi zelo odporna proti kemični koroziji. Primeren je za številne uporabe, vključno z medicinskimi vsadki in zobozdravniškimi materiali, zaradi svoje sposobnosti, da prenese ponavljajočo se izpostavljenost telesnim tekočinam in kemikalijam.
ZTA izstopa tudi z odpornostjo na toplotne udarce, ker njegovi delci cirkonijevega oksida, razpršeni v matrici aluminijevega oksida, absorbirajo toplotno energijo in ustvarjajo tlačne napetosti, da preprečijo nastanek razpok – to omogoča varno uporabo keramike ZTA za visokotemperaturne aplikacije, kot so komponente peči in deli turbinskih motorjev, ne da bi pri tem tvegali poškodbe ali okvare.
ZTA črpa svojo moč iz svoje strukture in porazdelitve nanodelcev, kot tudi vroče izostatično stiskanje in konvencionalno sintranje za večjo zanesljivost. Za dodatno prilagodljivost, lahko se proizvede tudi z uporabo sol-gel metod izdelave, ki pretvorijo molekule v trdne snovi – v tem primeru združevanje prahu aluminijevega oksida in prahu cirkonijevega oksida v gelasti tekočini, ki jo je mogoče nato oblikovati v različne oblike, preden jo pečemo v pečici, dokler se ne strdi, preden jo odstranimo iz kalupa in posušimo, da dobimo ZTA s finimi kristalnimi strukturami visoke gostote skupaj s spremenjenim kristalom, atomsko, elektronska stanja, ki imajo za posledico ZTA, ki kažejo visoko gostoto in spremenjen kristal, atomska stanja kot tudi spremenjene kristalne strukture, spremenjene kristalne strukture kot tudi spremenjeni kristal, atomska stanja, ki povzročijo spremenjen kristal, atomska stanja za večjo zanesljivost.
Ima visoko temperaturno odpornost
Material ZTA ponuja vrhunsko temperaturno odpornost, zaradi česar je primeren za aplikacije, ki zahtevajo izjemno vzdržljivost. Nadalje, Zaradi svoje odpornosti proti koroziji in večje upogibne trdnosti je ZTA primeren za dolgotrajno izpostavljenost temperaturam do 1773 K – zaradi česar je odlična izbira za dolgotrajno izpostavljenost opreme visokim ravnem toplote.
Nedavne raziskave kažejo, da cirkonij izboljša mehanske lastnosti aluminijevega oksida, predvsem njegovo žilavost in upogibno trdnost. Do tega učinka pride, ker delci cirkonijevega oksida tvorijo tlačno napetost na matriki aluminijevega oksida, ko so pod obremenitvijo; ta tlačna napetost pomaga zmanjšati širjenje razpok, hkrati pa poveča lomno žilavost.
Na delovanje kompozitov ZTA vplivajo številni dejavniki, kot so njegove metode sintranja in temperature ter količina dodanega cirkonijevega oksida. Na splošno, dodajanje več cirkonijevega dioksida izboljša učinkovitost; vendar bi preveč cirkonijevega oksida lahko zmanjšalo njegovo upogibno trdnost in tudi lomno žilavost.
Aluminijev oksid-cirkonijev oksid, kaljen z aluminijevim oksidom (TO) je napreden tehnični keramični material, ki se uporablja v različnih industrijskih aplikacijah. Izdelan iz aluminijevega oksida in cirkonijevega oksida, povezanih s keramičnimi vezmi, ki povečujejo upogibno trdnost in lomno žilavost materiala, AZT je odličen material za stroje, ki so izpostavljeni visokim temperaturam, kot so pečice in peči.