Maximera hållbarheten med Zirconia-härdade aluminiumoxidkomponenter

ZTA-keramik ger överlägsna tribologiska egenskaper jämfört med vanlig aluminiumoxidkeramik, vilket gör dem till det perfekta valet för skärande verktyg, kullager, pumpar och komponenter för vätskehantering.

Under stress, zirkoniumoxidpartiklar skiftar från metastabila tetragonala kristallstrukturer till monokliniska strukturer, producerar volymexpansion som komprimerar sprickor i en aluminiumoxidmatris och avsevärt förbättrar brottsegheten.

Slitstyrka

Zirconia härdad aluminiumoxid (ZTA) är ett extremt hållbart material. Den tål stötnötning eller friktionsslitage utan att ta skada; vilket gör det till ett utmärkt materialval för att skära hjul. Dessutom, ZTA tål höga temperaturer utan att skadas eller försämras.

ZTA är mycket resistent mot kemisk korrosion, vilket gör det till ett utmärkt materialval för medicinska implantat. Biokompatibel och kan motstå kontakt med kroppsvätskor, ZTA har också hög böjhållfasthet – perfekt för höftprotesapplikationer.

ZTA skapas genom stressinducerad omvandling av fina tetragonala zirkoniumoxidpartiklar till monoklinisk form. Detta ökar brottsegheten genom att utöka utrymmet runt sprickor. Som sådan, ZTA visar sig vara mycket starkare och mer hållbar än aluminiumoxid för slitageapplikationer.

Korrosionsbeständighet

Zirconia härdad aluminiumoxid (ZTA) är ett avancerat tekniskt keramiskt material som ofta används inom industrin för sin styrka, seghet, slitstyrka och korrosionsbeständighetsegenskaper. ZTA hittar applikationer inom många sektorer inklusive fordon och flyg för komponenter som motorkomponenter, gasturbiner och mekaniska delar samtidigt som de fungerar som slitagekomponenter i pumpar, tätningar och skärverktyg som används för bearbetningsapplikationer. Medicinska fältkirurgier kan också använda detta material på grund av dess biokompatibilitet.

Hållbarheten i detta material kommer från dess stressinducerade transformationshärdningsprocess, där zirkoniumoxidpartiklar i en aluminiumoxidmatris omvandlas till monokliniska strukturer genom stressinducerande transformationshärdning, hjälper till att stänga sprickor och öka brottsegheten, skyddar sig på så sätt från skador i olika miljöer som fosforsyra, svavelsyra och destillerat vatten. Detta gör att den kan motstå korrosion.

Hög styrka

Att kombinera aluminiumoxid och zirkoniumoxid ger ökad hållfasthet och brottseghet jämfört med standard aluminiumoxid, vilket gör ZTA till ett utmärkt materialval för komponenter som utsätts för stötbelastning. Dessutom, ZTA har också stor kemisk korrosionsbeständighet.

ZTA har överlägsen hårdhet och styrka tack vare omvandlingen av tetragonala zirkoniumoxidpartiklar till monokliniska kristaller genom stressinducerad omvandling genom mekanisk belastning eller temperaturfluktuationer, och efterföljande tryck från monoklinisk zirkoniumoxidkristallbildning som komprimerar en aluminiumoxidmatris, ger den stor styrka, varaktighet, och värmechockbeständighet.

Denna unika keramik har också extremt hög böjhållfasthet och låg värmeutvidgningskoefficient, vilket gör den perfekt för applikationer som kräver kylningsmekanismer. Dessutom, dess motståndskraft mot frätande kemikalier – inklusive kroppsvätskor – gör medicinska implantat lämpliga för placering i människor utan risk för nedbrytning över tid, vilket gör att patienter kan njuta av bekväma upplevelser utan att oroa sig för implantatförsämring över tid.

Hög seghet

ZTA-keramik förbättrar aluminiumoxids seghet genom stressinducerad omvandling av zirkoniumoxidpartiklar till fina partiklar, uppnås via sintring och varm isostatisk pressning (HÖFT). Beroende på hur mycket zirkoniumoxid som finns i dess matris, ZTA kan antingen ha låga eller höga seghetsegenskaper.

Clausen demonstrerade i 1976 att aluminiumoxidmatriser som innehåller ostabiliserad zirkoniumoxid skulle kunna härdas för att förbättra mekaniska egenskaper genom att inkludera ostabiliserade zirkoniumoxidkristaller som finfördelade metastabila fällningar, såsom de som bildas av ostabiliserade zirkoniumoxidkristaller, för att förbättra mekaniska egenskaper. Han bevisade denna punkt med sprickförökning; när sprickor rörde sig framåt genom materialet och komprimerade dess zon framför deras spets kunde de omvandlas till monoklinisk fas och omvandlas till det lättare än annars skulle hända.

Denna härdningsmekanism ökar böjhållfastheten och brottsegheten hos aluminiumoxid och ökar samtidigt hårdheten, skapa ett oöverträffat kompositmaterial lämpligt för applikationer som kräver hög hårdhet, styvhet, brotthållfasthet och kylningskrav såsom industrifräsar, fräsa slitdelar eller kylkomponenter.