Зирцониа тоугхенед алумина

Алуминијум ојачан цирконијумом (ЗТА) је напредни керамички материјал који се широко користи у заптивкама вентила, чауре, компоненте пумпе и алата за сечење због своје чврстоће и хемијске стабилности – о чему сведочи његова способност да издржи велика оптерећења без значајније деградације.

ЗТА се може похвалити импресивном отпорношћу на топлотни удар и може издржати нагле промене у температурним променама, као и брзе промене температуре. Читајте даље да бисте сазнали више о његовим механичким својствима!

Тврдоћа

Цирконијум додат у матрицу алуминијума повећава њену тврдоћу, жилавост лома и чврстоћа на савијање уз повећање отпорности на хабање и ерозију. Механизам који је обично укључен је фазна трансформација праћена формирањем микропукотина, али може укључивати и теорије теорије напона, ако је применљиво.

Метастабилни тетрагонални преципитати цирконијума који формирају фину дисперзију унутар матрикса алуминијума могу се подвргнути спонтаној трансформацији у моноклинске форме када се њихово ограничење подигне током ширења прслине, обезбеђивање енергије против поља напрезања која покрећу ширење пукотина.

ЗТА керамика има супериорну отпорност на лом и тврдоћу у поређењу са другом инжењерском керамиком на бази оксида, као и двоструко већу чврстоћу на циклични замор од И-ТЗП. Као такав, његова својства га чине погодним за апликације које захтевају екстремну отпорност на хабање, хемијска инертност и ниско трење као и висока чврстоћа и крутост.

Флекурал Стренгтх

ЗТА керамика се може направити променом односа цирконија стабилизованог итријумом (И-ТЗП) унутар матрикса алуминијума помоћу врућег изостатичког пресовања, за оптимизацију комбинације тврдоћа, жилавост лома и чврстоћа на савијање које резултирају неупоредивом отпорношћу на циклични замор који надмашује најнапреднију техничку керамику.

Метастабилни И-ТЗП у матрици глинице доводи до формирања агломерата тетрагонално-моноклинске трансформације који повећавају отпорност на лом кроз укрућење фазном трансформацијом (Цлаусен 1976). Пожељно укрштање пукотина, ови прелазни агломерати ће компримовати зону испред фронта пукотине и смањити њено напредовање, у крајњој линији повећање жилавости лома.

Ова структура материјала довела је до стварања композита алуминијум-цирконија као што је БИОЛОКС Делта, широко се користи за тоталне замене кука и друге носиве ортопедске компоненте. Овај керамички биоматеријал карактерише изузетна отпорност на хабање, хемијска инертност на собној температури, отпорност на термички удар и одлична хемијска инертност на свим температурама.

Отпорност на корозију

Хемијски инертан и отпоран на високе температуре и хабање, пружа супериорне перформансе у поређењу са 99 керамика од алуминијума и такође је исплативија.

Цирконијум се такође може похвалити импресивном затезном чврстоћом, својства савијања и еластичности и биокомпатибилност – што га чини идеалним за медицинску употребу као што је замена кука. Због трансформационог каљења у условима стреса, честице цирконијума прелазе из метастабилног тетрагоналног облика у моноклински облик, помаже ефикасније затварање пукотина уз повећање отпорности на лом.

ЦерамТец (Биолок Делта) комерцијализује композит алуминијум-цирконијум где нестабилизовани цирконијум остаје у тетрагоналној фази да би управљао овом трансформацијом и обезбедио отупљивање врхова пукотине и одступање прслине, побољшање жилавости матрице глинице. Садржај цирконија у материјалу може се променити кроз припрему праха и техникама згушњавања.

Отпорност на топлотни удар

Цирконијум који се додаје примарној матрици алуминијума током синтеровања може значајно побољшати њену снагу и жилавост, стварајући оно што је познато као ЗТА (Зирцониа тоугхенед алумина), надмашујући уобичајену керамику од алуминијума иу механичким и у хабајућим применама.

Алуминијум ојачан цирконијумом је познат по својим изузетним особинама као што су висока врућа тврдоћа и чврстоћа на разбијање, хемијска инертност на собној температури, ниске стопе термичког ширења и одлична отпорност на топлотни удар – идеална својства за компоненте за глодање, као и делове који се троше који захтевају механизме за хлађење.

ЦерамТец продаје ЗТА под називом Биолок делта који садржи матрицу алуминијума са диспергованим И-ТЗП честицама (17 тежина/теж.%) и тромбоцити стронцијум алумината (0.5 тежина/теж.%), обезбеђујући ефикасну комбинацију механизама трансформације тетрагоналне у моноклинску фазу и механизама за отклањање пукотина како би се обезбедила побољшана жилавост, што ово чини идеалним за примарне ТХА процедуре на носивим површинама бутне кости.

Елецтрицал Инсулатион

Алуминијум ојачан цирконијумом може да издржи топлотни удар без пуцања или ломљења под наглим променама температуре, захваљујући диспергованим честицама алуминијум оксида диспергованим унутар његове матрице које апсорбују топлотну енергију и стварају напоне на притисак који спречавају ломове.

Алумин-цирконијум керамика је гушћа од свог чистог цирконијума, што га чини идеалним за апликације електричне изолације. Надаље, његово ниже термичко ширење од цирконијума чини га погодним за делове који захтевају хлађење.

Трансформационо каљење композита алуминијум-цирконијум нуди додатне предности; овде, зрна цирконија у матриксу алуминијума пролазе кроз метастабилну фазу где њихова зрна пролазе трансформацију из тетрагоналне у моноклинске структуре, чиме се смањује напрезање изазвано пуцањем повећањем отпорности на абразију и удар. Ојачани цирконијум се обично јавља кроз пирофорну реакцију која укључује цирконијум(ИВ) оксид октахидрат, Алуминијум нитрат нанохидрат триетиламин и ХНО3(Азотна киселина); повећање величине честица додатно помаже дисперзију метастабилних зрнаца цирконијума.