Чврстоћа без премца са цирконијумом ојачаном глиницом (ЗТА) Керамика

Зирцониа тоугхенед алумина (ЗТА) керамика се може похвалити чврстоћом без премца. Одликују се врхунском отпорношћу на хабање, хемијска инертност и ниско трење за лако обављање свакодневних задатака – да не говоримо о већој тврдоћи и крутости од метала.

ЗТА укључује метастабилне тетрагоналне цирконијумске поликристалне агломерате у матрици алуминијума који пролазе кроз фазну трансформацију изазвану стресом у моноклински облик под стресом, чиме се диспергује смицање и зауставља ширење прслине, опште познато као трансформационо заоштравање.

Отпоран на корозију

ЗТА нуди супериорну хемијску отпорност у поређењу са чистом глиницом и може издржати екстремне температуре без деградације, што га чини идеалним избором материјала за индустријску примену у тешким окружењима и условима.

Чврстоћа ЗТА је побољшана честицама цирконијума које распршују и апсорбују енергију, помаже у спречавању пуцања. Када је допиран итријум оксидом, цирконијум се мења из метастабилне тетрагоналне фазе у моноклиничну током напрезања да би створио напоне на притисак који повећавају отпорност на лом.

Керамика на бази цирконија, као што је ЗТА, садржи честице глинице да би се одупрла топлотном удару. Ово му омогућава да издржи брзе промене температуре без пуцања или квара у апликацијама високих перформанси као што су брушење и сечење; његова ниска линеарна и торзиона експанзија пружа изванредне способности носивости и перформансе. ЗТА се хвали 2-3 пута већа затезна чврстоћа у поређењу са чистом глиницом док има ниске коефицијенте линеарног/торзионог ширења за изузетне капацитете носивости и перформансе.

Висока крутост

ЗТА комбинује снагу и издржљивост глинице са ојачањем цирконијумом за изузетан материјал за захтевне примене. Ова комбинација нуди снагу без премца, жилавост лома, својства еластичности и тврдоће у једном паковању.

Клаусен је открио у 1976 да додавање нестабилизованог цирконијума глиници значајно повећава његову жилавост на лом, због тетрагонално-моноклинске трансформације диспергованих финих тетрагоналних преципитата распршених унутар његове матрице. Такви метастабилни преципитати су спутани од промене све док их не ослободи фронт пукотине који се приближава или други извор ослобађања од њиховог ограничења, као што је отапањем.

Вруће пресовани цирконијум стабилизован са 10 мол% итријума (10ИСЗ), ојачани или честицама или тромбоцитима који садрже од 0 до 30 теж% садржаја глинице подвргнути су ригорозној чврстоћи, испитивања жилавости на лом и спорог раста прслина на 1000Ц на ваздуху. Резултати су показали да се максимална чврстоћа на савијање и жилавост лома за композите тромбоцита постижу овим садржајем композиције.

Висока затезна чврстоћа

Цирконијум керамика нуди изванредну комбинацију снаге, отпорност, и разноврсност која далеко надмашује традиционалну техничку керамику. Формулације цирконијума као што је ЗТА пружају решења за данашње најтеже примене у распону од ваздухопловних компоненти које издржавају тешка окружења до биомедицинских имплантата следеће генерације дизајнираних за дуговечност – пружајући поуздана решења за најхитније потребе данашњице.

ЗТА се издваја међу осталим материјалима због своје супериорне чврстоће на савијање, жилавост лома и отпорност на ширење прслине због своје метастабилне тетрагоналне фазе. Ова трансформација у моноклински цирконијум на ниској температури компримира зону испред фронта пукотине да би зауставила даљи раст.

Итрија делимично стабилизовани цирконијум (И-ТЗП) и церијумом делимично стабилизовани цирконијум (Шта-ТЗП) показују изузетне карактеристике жилавости сличне ЗТА због задржавања тетрагоналне фазе одржавањем итријума или церијума на нижим температурама, омогућавајући трансформацију у температурном опсегу који се може лакше управљати и показујући мање оштећења површине током тестова цикличног оптерећења од аналога од глинице.

Лов Фрицтион

Цирконијум је једна од најтврђих инжењерских керамика која је доступна и њена својства ниског трења помажу у повећању отпорности на хабање док смањују потребе за подмазивањем.

ЗТА керамика садржи глиницу за максималну жилавост. Ово омогућава да метастабилне тетрагоналне честице цирконијума стабилизоване итријумом у матрици алуминијума остану непромењене, остајући кристализовани захваљујући испреплетеној мрежи зрна.

Контролисани састав и услови обраде обезбеђују да не дође до спонтане тетрагоналне у моноклинску трансформацију при хлађењу од температуре синтеровања, доприноси могућности вишеструких удараца у испитивању жилавости лома. Надаље, висока хомогеност у композитима алуминијум-цирконија са малим величинама зрна резултира мањом енергијом пукотине, што заузврат доводи до краће дужине прслине током тестова утискивања дијаманата.

Висока термичка експанзија

Сила везивања матрице глинице омогућава јој да спречи да тетрагоналне честице цирконијума пређу у моноклински цирконијум након хлађења, тиме чинећи 10 кртица % композити цирконијум-алуминијум стабилизовани итријум стабилни и без пукотина.

Додатак церијума цирконијуму омогућава да се делимично стабилизује (Шта-ТЗП). Це-ТЗП одржава своју тетрагоналну фазу на собној температури и значајно повећава жилавост, жилавост лома и чврстоћа на савијање у поређењу са традиционалним денталним керамичким материјалима.

Зирцониа тоугхенед алумина композити који садрже Це-ТЗП, итријум стабилизован цирконијум (И-ТЗП), или цирконијум стабилизован магнезијумом (Мг-ПСЗ) показују изузетну жилавост која превазилази и глиницу и монолитни цирконијум, чинећи ЗТА савршеним кандидатом за захтевне примене као што су медицински имплантати, ваздухопловне компоненте и индустријске машине. ЗТА се такође може похвалити многим својствима хемијске отпорности која га штите од киселина, раствори соли, растопљене соли алкалије као и високе температуре.