Zirconia Toughened Alumina kwa Maombi ya Juu

ZTA ni nyenzo ya mchanganyiko wa alumina-zirconia, kutofautishwa na nguvu ya juu na ushupavu. Imetolewa kupitia mabadiliko yanayosababishwa na mkazo wa chembe laini za zirconia za tetragonal kwenye matrix ya alumina..

Keramik ya zirconia ni vifaa vya kiufundi vya ajabu, kujivunia ugumu bora, utulivu wa joto, kuvaa upinzani na mazingira ya uendeshaji ambapo keramik nyingine nyingi haziwezi kufanya. Metali na plastiki haziwezi kulinganishwa. Zaidi ya hayo, kauri za zirconia pia zinaonyesha ugumu bora wa kutengeneza zana.

Nguvu

ZTA inasimama nje kati ya vifaa vya kauri na nguvu zake za kipekee na ushupavu, upinzani wa kuvaa, ajizi ya kemikali, mgawo wa chini wa msuguano, uwiano wa juu wa ugumu/ugumu na mgawo wa upanuzi wa kiwango cha chini wa mafuta ikilinganishwa na wengine wengi – kuifanya kuwa nyenzo bora kwa matumizi kama vile zana za kukata. Zaidi ya hayo, utangamano wake pia hufanya ZTA kuwa chaguo la kuvutia la nyenzo.

ZTA inafafanuliwa kwa usambazaji wake sawa wa chembe za zirconia za tetragonal ndani ya tumbo la alumina. Hii inakamilishwa kwa kutumia mbinu za kisasa za kuchanganya kama vile kusaga mpira na kusaga kwa kutumia nishati nyingi.; mara baada ya kuchanganywa pamoja poda inaweza kisha kuundwa katika sehemu yao iliyokusudiwa kwa kutumia ukandamizaji kavu, isostatic kubwa, ukingo wa sindano au mbinu za extrusion.

Zirconia iliyotawanywa kwenye matrix ya alumina inaboresha ugumu wa kuvunjika kwa kunyonya na kusambaza nishati ya ufa., inayojulikana kama ugumu wa mabadiliko. Zirconia pia huchangia kuhimili uvaaji kwa kutoa mikazo ya kubana ambayo huzuia uenezi wa nyufa – inayojulikana kama kujinoa – kufanya ZTA kuwa chaguo bora la nyenzo kwa magurudumu ya kusaga.

Ushupavu

Zirconia Alumina Toughened (ZTA) keramik hujivunia nguvu ya kuvutia na ugumu wa kuvunjika, kuzifanya kuwa kamili kwa matumizi katika anuwai ya programu na mazingira. Ustahimilivu huu wa ajabu unatokana na mabadiliko ya awamu ya faini yanayosababishwa na mkazo, chembe za zirconia za tetragonal zilizotawanywa kwa usawa ndani ya tumbo la alumina; mkazo huchochea mabadiliko ya awamu kutoa mitandao midogo midogo ya zirconia-alumina ambayo inachukua nishati ya uenezaji wa ufa kwa ufanisi kuchelewesha kuenea kwao huku ikiongeza upinzani wa fracture. (Clausen 1976).

ZTA inasimama nje kutokana na upinzani wake bora wa mshtuko wa mafuta. Shukrani kwa mchanganyiko wake wa kipekee wa utungaji wa awamu ya tetragonal-monoclinic, kauri hii inaweza kuhimili mabadiliko ya haraka ya joto bila kupasuka au kuvunja, ilhali mabadiliko yanayotokana na mkazo ya zirconia katika umbo lake la tetragonal inayoweza metastable huzalisha mikazo ya kukandamiza ambayo inakabiliana na uundaji wa nyufa ndani ya matrix yake ya alumina na kuongeza kwa kiasi kikubwa ugumu na hivyo kuongeza zaidi utendaji wa ZTA..

ZTA inajivunia sio tu kuwa na nguvu, muundo wa tetragonal-monoclinic na ugumu wa juu wa fracture, lakini pia mgawo wa chini wa upanuzi wa joto (CTE), kuifanya kufaa kwa programu zinazohitaji halijoto kali au mazingira ambapo uthabiti wa kipenyo ni muhimu, kama vile vipengele vya usahihi au vifurushi vya kielektroniki.

ZTA inasimama nje kati ya vifaa vya kupandikiza vya matibabu kwa sababu ya mchanganyiko wake wa upinzani wa kemikali, mali ya mitambo na mkazo ilisaidia upinzani wa kutu katika maji au maji ya mwili, kuifanya kuwa mgombea mkuu wa vipandikizi vya matibabu kama vile vichwa vya mifupa ya paja na laini za acetabular. BioLOX Delta biomaterial ni mfano mmoja kama huo; kutumika sana wakati wa upasuaji wa mifupa kwa maombi yote mawili.

Upinzani wa kutu

ZTA ina sifa bora za alumina na zirconia, kuifanya iwe sugu kwa shambulio la kemikali na kuvaa, kuifanya iwe kamili kwa programu zinazojumuisha mazingira yanayokabiliwa na kutu au msuguano unaojirudia au mkazo wa kimitambo..

Kuchanganya ugumu wa alumina na ugumu wa zirconia husababisha sifa bora za tribological ambazo hufanya upinzani bora wa kuvaa katika vipengele vilivyo na mizigo nzito na matumizi ya muda mrefu., kama vile vipandikizi vya mifupa, zana za kukata na vijenzi sugu vinavyotumika katika udhibiti wa maji (viongozi thread, fani, nozzles nk). Mchanganyiko huu unatumika hasa katika mazingira ya matibabu na viwanda kama vile vipandikizi vya mifupa, zana za kukata au usimamizi wa maji (thread viongozi fani nozzles nk).

Ugumu wa kuvunjika kwa ZTA unaweza kuhusishwa na chembe zake za zirconia zilizosambazwa vizuri kwenye matrix yake ya alumina.. Wakati nyufa zinaanza kuenea, wakati nishati yao inapoongezeka na kuenea zaidi pamoja, nafaka hizi za zirconia za tetragonal hupitia mabadiliko ya awamu ili kunyonya na kuiondoa kama sehemu ya utaratibu wa mabadiliko ya kuimarisha. – kwa hivyo kuboresha ugumu wa kuvunjika kwa nyenzo hii.

Mafanikio katika utengenezaji wa kauri ya ZTA yanatokana na kutumia zirconia za ubora wa juu na poda za alumina zisizo na uchafu.. Uingizaji hewa lazima udhibitiwe ili kuzuia mabadiliko ya zirconia ya tetragonal-to-monoclinic wakati wa kupoa na kupunguza uundaji wa awamu ya monoclinic ambayo inaweza kuathiriwa na chemisorption na molekuli za maji ambayo husababisha uharibifu wa joto la chini kwa matumizi ya muda mrefu.; Mchakato wa uimbaji wa kauri wa ZTA wa Saint-Gobain ZirPro uliundwa mahsusi ili kuepusha matukio kama haya yasiyofaa.. Kwa bahati nzuri kauri ya ZTA ya Saint-Gobain ZirPro kauri imeundwa mahsusi kuzuia matukio kama haya kutokea. –

Utulivu wa joto

Zirconia Alumina Toughened (ZTA) inaweza kuhimili mabadiliko ya haraka ya joto bila kupasuka au kuvunja, shukrani kwa chembe za zirconia zilizotawanywa ndani ya matrix ya alumina kunyonya nishati ya joto na kuunda mikazo ya kukandamiza ambayo huzuia kupasuka na kushindwa.. Kwa sababu ZTA inachukua nishati ya joto kwa ufanisi, nyenzo hii hufanya chaguo bora kwa programu ambazo zinahitaji upinzani wa hali ya juu ya joto.

Ongezeko la zirconia kwenye matrix ya aluminiumoxid inaweza kuongeza ugumu wa kuvunjika huku ikiboresha sifa za kimitambo kama vile nguvu na upinzani wa kuvaa.. Kuongezeka kwa ugumu wa kuvunjika kwa ZTA kunachangiwa na mabadiliko yanayosababishwa na mkazo kutoka awamu ya tetragonal ya metastable hadi awamu ya monoclinic katika halijoto iliyoko.; athari iliyokuzwa na saizi ndogo za nafaka za zirconia kuliko zile za alumina.

Vidhibiti mara kwa mara huajiriwa ili kuhifadhi awamu ya zirconia ya tetragonal katika nyenzo za ZTA kama vile Biolox Delta.; hata hivyo, matokeo sawa yanaweza kupatikana bila vidhibiti katika suala la usambazaji wa chembe na ugumu wa fracture.

Mchanganyiko wa alumina na zirconia huunda kauri ya hali ya juu ambayo ni bora kwa nguvu, ugumu wa fracture, elasticity na ugumu – sifa muhimu kwa programu zinazohitaji utendakazi wa muundo na upinzani wa kutu. Keramik za ZTA huwa na utendaji bora zaidi 99% keramik za alumina kwa kuwa na gharama nafuu wakati zinakidhi mahitaji maalum ya programu kwa ufanisi zaidi; uwiano wao unaweza hata kulengwa hasa.