Зирцониа тоугхенед алумина

Композити алуминијум-цирконијум очвршћавају се трансформацијом финих тетрагоналних честица цирконијума изазване стресом у чврсте, јаки материјали екстремне снаге и жилавости што их чини погодним за различите примене и окружења.

Гелцастинг је коришћен за производњу ЗТА узорака, са пажњом посвећеном оптимизацији припреме суспензије са различитим оптерећењима чврсте материје, процеси обликовања и уклањања калупа, сушење растварачем (осмотско наспрам ваздушног сушења), и процеси пиролизе и синтеровања при 1550 и 1650 дегЦ за потребе сушења. Густина, тврдоћа, Процене жилавости лома и чврстоће на савијање су спроведене на свим узорцима произведеним ливењем гелом.

Има високу тврдоћу

Алуминијум ојачан цирконијумом (ЗТА) је идеалан за захтевне примене због своје високе тврдоће. Произведено помоћу ливења гела, ЗТА нуди уштеду трошкова у односу на друге керамичке материјале док се може похвалити врхунском снагом. ЗТА може толерисати температуре од 1650 дегЦ, док је остао исплатив због тога што се састоји од прахова цирконија стабилизованог итријумом и глинице који су комбиновани коришћењем техника ливења гела и синтеровања.

ЗТА керамика се истиче због своје изузетне жилавости због своје трансформације из тетрагоналне у моноклиничке фазе, повећање жилавости лома за чак два. Овај механизам је узрокован разликама између њихових модула еластичности између њихових фаза – цирконијум и глиница респективно – што значи да поља напрезања створена током фазне трансформације заправо делују на ублажавање ширења пукотина, чинећи ЗТА много чвршћим од традиционалне керамике од алуминијума.

Алуминијум ојачан цирконијумом има супериорну тврдоћу и отпорност на лом у односу на АлН, као и супериорна чврстоћа на савијање у поређењу са оба ова материјала, што га чини одличним кандидатом за аутомобилске и одрживе енергетске примене. Надаље, ЗТА има супериорну отпорност на топлотни удар, као и добра својства електричне изолације, што га чини погодним за употребу у аутомобилима и другу медицинску употребу; штавише, ЗТА не показује оштећење ДНК или канцерогенетске ефекте у ћелијама сисара, пружа потенцијалну употребу као материјал за зубне имплантате због својих одличних механичких својстава и својстава биокомпатибилности.

Има високу жилавост

Алуминијум ојачан цирконијумом (ЗТА), или цирконијумом ојачане глинице, је керамички материјал састављен од глинице и цирконијума који нуди изузетна механичка својства као што је висока отпорност на савијање, жилавост лома, еластичност, тврдоћа и отпорност на хабање. Однос између ових материјала може се лако променити како би се задовољиле специфичне примене; ЗТА производи надмашују оне направљене од чистог цирконија, а истовремено су исплативији.

Овај материјал је успешно коришћен у бедреним главама за замену кука и ацетабуларним облогама због своје биокомпатибилности и дуготрајне способности подношења оптерећења. Међутим, његова подобност се прво мора проценити ин виво.

ЗТА постиже високу жилавост због своје метастабилне тетрагоналне структуре и силе притиска из матрице алуминијума, где велика затезна напона изазивају трансформационо каљење; односно, цирконијум се претвара у моноклинске форме када је подвргнут силама компресије из матрице алуминијума, производњу енергије напрезања која успорава или зауставља ширење пукотине и на тај начин ствара ефекте заоштравања трансформације који спречавају ширење прслине.

ЗТА се може похвалити значајно повећаном чврстоћом на савијање 99% керамика од глинице због своје метастабилне тетрагоналне фазе и матрице глинице, знатно надмашујући га у том погледу. Међутим, композити алуминијум-цирконијум могу постати крти због мање хомогености и заробљавања ваздуха, као и агломерације честица која доводи до тачкастих дефеката и смањене чврстоће на савијање – ипак његове перформансе надмашују традиционалну керамику од алуминијума у ​​медицинској и индустријској примени.

Има високу чврстоћу

Алуминијум ојачан цирконијумом је изузетно издржљив материјал, што га чини погодним за примену са оптерећењем. Произведен трансформацијом финих тетрагоналних цирконијумових честица изазваним стресом у матрицу алуминијума, његова производња резултира високо равномерном дистрибуцијом честица са изузетним својствима чврстоће и жилавости.

Керамика је такође веома отпорна на хемијску корозију. Погодан је за многе употребе укључујући медицинске импланте и зубне материјале због своје способности да издржи вишекратно излагање телесним течностима и хемикалијама.

ЗТА се такође истиче својом отпорношћу на термални удар, пошто његове честице цирконијума дисперговане унутар матрикса алуминијума апсорбују топлотну енергију и стварају напрезања притиска како би се избегло стварање пукотина – ово омогућава да се ЗТА керамика безбедно користи за апликације на високим температурама као што су компоненте пећи и делови турбинског мотора без ризика од оштећења или квара.

ЗТА своју снагу црпи из своје структуре и дистрибуције наночестица, као и топло изостатичко пресовање и конвенционално синтеровање за повећану поузданост. За додатну флексибилност, такође се може произвести коришћењем метода сол-гел производње које трансформишу молекуле у чврсте материје – у овом случају комбиновање праха алуминијум оксида и праха цирконијума у ​​течности налик гелу која се затим може формирати у различите облике пре него што се пече у рерни док се не очврсне пре него што се извуче из калупа и осуши да би се добио ЗТА са финим кристалним структурама високе густине заједно са измењеним кристалима, атомски, електронска стања која резултирају ЗТА која показују високу густину као и измењени кристал, атомска стања као и измењене кристалне структуре, измењене кристалне структуре као и измењени кристал, атомска стања која резултирају измењеним кристалом, атомска стања за повећану поузданост.

Има отпорност на високе температуре

ЗТА материјал нуди врхунску температурну отпорност, што га чини погодним за апликације које захтевају екстремну издржљивост. Надаље, његова отпорност на корозију и већа чврстоћа на савијање чине ЗТА погодним за дуготрајно излагање температурама до 1773 К – што га чини одличним избором за дуготрајно излагање опреме високим нивоима топлоте.

Недавна истраживања показују да цирконијум побољшава механичка својства глинице, посебно његова жилавост и чврстоћа на савијање. Овај ефекат се јавља зато што честице цирконијума стварају притисак на матрицу алуминијума када су под стресом; ово напрезање на притисак помаже у смањењу ширења прслине уз истовремено повећање отпорности на лом.

Бројни фактори утичу на перформансе ЗТА композита, као што су његове методе синтеровања и температуре као и количина додатог цирконија. Уопштено, додавање више цирконија има тенденцију да побољша перформансе; међутим превише цирконија би могло да смањи његову чврстоћу на савијање као и жилавост лома.

Алуминијум-цирконијум каљена глиница (ТО) је напредни технички керамички материјал који се користи у различитим индустријским апликацијама. Направљен од алуминијума и цирконијум оксида повезаних керамичким везама које повећавају чврстоћу на савијање и жилавост материјала на лом, АЗТ је одличан материјал за машине изложене високим температурама као што су пећи и пећи.