Zirconium oksida jeung aluminium oksida dihijikeun ngahasilkeun Zirconia Toughened Alumina (ZTA), bahan anu luar biasa dina seueur aplikasi. Sipat mékanis, kakuatan, kateguhan narekahan, élastisitas, karasa sareng résistansi ngagem dihargaan pisan dina bahan keramik komposit ieu anu kalebet kelas komposit AZ.. ZTA geus jadi pilihan pikaresep keur kakuatan mékanis tinggi, lalawanan termal sarta lalawanan korosi.
Decoding Komposisi jeung Struktur
Diantara hal séjén, Zirconia Toughened Alumina diwangun ku séréal zirconia dispersed seragam dina hiji matriks alumina.. Biasana, ieu ngawengku 10-20% volume ZrO2 dina alumina. Gumantung kana babandingan maranéhanana, campuran konstituén nyumbang kana keramik jeung fitur husus gumantung kana aplikasi nu tangtu.
Blok wangunan: Alumina jeung Zirconia
Komponén utama anu dicampur pikeun ngabentuk ZTA nyaéta alumina sareng zirconia. Sumawona, implan orthopedic parantos ngagunakeun bahan keramik ieu anu katelah Aluminium Oksida (Al2O3) dina sajarah kusabab biokompatibilitas anu saé ogé kakuatan mékanis anu hébat sareng résistansi narekahan.
Sipat luar biasa séjén tina zirconia nyaéta tingkat korosi anu rendah ogé stabilitas kimiawi anu saé sareng kakuatan mékanis anu luhur.. Modulus Young na aya dina urutan gedena sarua jeung alloy stainless steel.
Kumaha Ieu Dijieun
Ngahasilkeun ZTA hartina nyieun séréal zirconia fase-tétragonal disebarkeun seragam sapanjang hiji matriks alumina.. Konsentrasi tegangan ujung retakan tiasa ngarobih struktur kristal tétragonal janten monoklinik sahingga nyababkeun paningkatan volume zirconia.. Ékspansi volume sapertos sacara efektif ngabalikeun atanapi ngeureunkeun kamekaran retakan ngarah kana kateguhan sareng kakuatan anu langkung ageung.
Sipat mékanis ZrO2-Al2O3 Keramik
Aya rupa-rupa sipat mékanis anu dipamerkeun ku ZTA kalebet karasa punjul tibatan alumina konvensional kalayan nilai dénsitas anu sami., kakuatan flexural leuwih luhur ti aluminas konvensional sarta leuwih handap ti koefisien zirconias konvensional ékspansi termal linier (CLTE).
Zirconia Toughened Alumina gaduh kakuatan mékanis anu luhur sareng tahan termal sahingga henteu korosi. Di handap ieu sababaraha sipat ZTA:
Niley Harta
Rumus kimia Zr-Al2O3
Kapadetan 4.1-4.38 g/cm^3
Teu karasa 1750-2100 Tombol
Élastisitas 45-49 x 10^6 psi
Kakuatan Flexure 100-145 ksi
Babandingan Poisson 0.26
Kateguhan narekahan 5-7 MPa m^1/2
Koéfisién ékspansi termal 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
Konduktivitas termal 20.0-21.0 W/mK
Résistansi shock 325 °C
Suhu Gawé maksimum 1650 °C
Aplikasi tina ZrO2-Al2O3 Keramik
Zirconia Toughened Alumina dianggo dina sagala rupa aplikasi sapertos anu meryogikeun kakuatan tinggi sareng résistansi ngagem. Ieu kalebet segel klep, leungeun baju, piston pompa, nyemprot nozzles jeung bagian industri lianna.
Biokompatibilitas ZTA
Dina rupa-rupa pangajian, ZTA geus dilaporkeun teu ngahasilkeun réaksi jaringan ngarugikeun kana implantation sahingga ngajadikeun eta calon alus keur orthopedic beban-bearing komponén.. Salaku tambahan, karasa, kateguhan sareng kakuatan anu dipamerkeun ku keramik zirconia-alumina ngajantenkeun aranjeunna cocog pikeun komponén beban orthopedic..
ZTA dina Artroplasti Hip
Aya geus considerable deliberations on keramik kawas alumina, zirconia jeung zirconia toughened alumina (ZTA) salaku bahan cocog dina hip arthroplasty . Kaunggulan ZTA ieu dihontal tanpa kudu ngasupkeun kalemahan pakait sareng yttria-stabilized zirconia nu némbongkeun sipat mékanis tinggi atawa alumina kalawan inertness tinggi na..
ZTA dina Artroplasti tuur
Lolobana, desain susuk keramik pikeun total arthroplasty dengkul (TKA) parantos dikembangkeun pikeun nanganan masalah réaksi alérgi anu tiasa lumangsung dina pasien nalika komponén alloy titanium atanapi kobalt-kromium modern ngaleupaskeun partikel ngagem.. The Zirconia Toughened Alumina (ZTA) Matrix Composite mangrupikeun biomaterial canggih pikeun aplikasi sapertos kitu.
ZTA: Masa Depan Ngajangjikeun
Ieu ngalibatkeun panalungtikan kontinyu ogé pamekaran ngeunaan cara ningkatkeun atribut ZTA sareng kagunaan poténsial na. Zirconia Toughened Alumina anu diolah angkatan anu sanés parantos dirarancang kalayan sipat mékanis dina hal kakuatan lentur anu langkung handap tibatan anu aya dina komersil Biolox® Delta.. Lain, kayaning silikon nitride keramik composites diwanohkeun anyar kana hip arthroplasty ogé némbongkeun kakuatan leuwih luhur ti alumina.The hareup caang pikeun ZTA kalawan loba aplikasi jeung sipat unggulan.. Ku kituna, kalawan téhnologi ngembang, diperkirakeun yén ZTA bakal jadi dadasar pikeun konsép anyar dina sagala rupa fronts utamana dina biomedicine.