Ushupavu Usiofanana Na Zirconia Aliyemtia Alumina Mkali (ZTA) Kauri

Zirconia Alumina Toughened (ZTA) keramik hujivunia ugumu usio na kifani. Wanajivunia upinzani bora wa kuvaa, ajizi ya kemikali na msuguano mdogo kwa utendaji rahisi katika kazi za kila siku – bila kutaja ugumu wa juu na ugumu kuliko metali.

ZTA inahusisha agglomerati za tetragonal zirconia polycrystal agglomerates katika matrix ya alumina ambayo hupitia mabadiliko ya awamu ya mkazo hadi fomu ya monoclinic chini ya mkazo., hivyo kutawanya matatizo ya kukata na kuacha uenezi wa nyufa, inajulikana kama ugumu wa mabadiliko.

Inayostahimili kutu

ZTA inatoa upinzani wa juu wa kemikali ikilinganishwa na alumina safi na inaweza kuhimili joto kali bila uharibifu, kuifanya kuwa chaguo bora la nyenzo kwa matumizi ya viwandani katika mazingira na hali ngumu.

Ugumu wa ZTA huimarishwa na chembe za zirconia ambazo hutawanya na kunyonya nishati, kusaidia kuzuia kupasuka. Inapoingizwa na oksidi ya yttrium, zirconia hubadilika kutoka kwa awamu ya tetragonal inayoweza kubadilika hadi monoclinic wakati wa mafadhaiko ili kuunda mikazo ya kukandamiza ambayo huongeza ugumu wa kuvunjika..

Kauri zinazotokana na zirconia kama vile ZTA zina chembechembe za alumina ili kustahimili mshtuko wa joto. Hii huiruhusu kuhimili mabadiliko ya haraka ya halijoto bila kupasuka au kutofaulu katika utumizi wa hali ya juu kama vile kusaga na kukata; upanuzi wake wa chini wa mstari na msokoto hutoa uwezo bora wa kubeba mzigo na uwezo wa utendaji. ZTA inajivunia 2-3 nguvu ya mkazo ya mara kwa mara ikilinganishwa na alumina safi huku ikiwa na mgawo wa chini wa upanuzi wa mstari/mstari kwa uwezo wa kipekee wa kubeba mzigo na uwezo wa utendaji..

Ugumu wa Juu

ZTA inachanganya uimara na uimara wa alumina na ugumu wa zirconia kwa nyenzo ya kipekee kwa programu zinazohitajika.. Mchanganyiko huu hutoa nguvu isiyo na kifani, ugumu wa fracture, elasticity na ugumu mali katika mfuko mmoja.

Claussen aligundua ndani 1976 kwamba kuongeza zirconia isiyo na utulivu kwa alumina huongeza kwa kiasi kikubwa ugumu wake wa kuvunjika, kwa sababu ya mageuzi ya tetragonal-monoclinic ya mvua laini ya tetragonal iliyotawanywa ndani ya tumbo lake.. Maji kama haya yanayoweza kubadilika huzuiwa kubadilika hadi kutolewa na sehemu ya mbele ya ufa au chanzo kingine cha unafuu kutoka kwa kizuizi chao., kama vile kuyeyuka.

Zirconia iliyotulia yenye 10mol% ya yttria (10YSZ), kuimarishwa kwa chembechembe au chembe chembe zenye kutoka 0 hadi 30wt% maudhui ya alumina yaliwekwa chini ya nguvu kali, ushupavu wa mivunjiko na vipimo vya ukuaji wa ufa polepole kwa 1000C hewani. Matokeo yalionyesha kuwa uthabiti wa kiwango cha juu cha kunyumbulika na uthabiti wa kuvunjika kwa misombo ya chembe chembe za damu ulifikiwa na maudhui haya ya utunzi..

Nguvu ya Juu ya Mvutano

Keramik ya Zirconia hutoa mchanganyiko wa ajabu wa nguvu, uthabiti, na matumizi mengi ambayo yanaangazia mbali kauri za kiufundi za kitamaduni. Michanganyiko ya Zirconia kama ZTA hutoa suluhu kwa matumizi magumu zaidi ya leo kuanzia vipengele vya anga vinavyostahimili mazingira magumu hadi vipandikizi vya tiba ya kizazi kijacho vilivyoundwa kwa ajili ya maisha marefu. – kutoa masuluhisho ya kuaminika kwa mahitaji muhimu zaidi ya leo.

ZTA inasimama nje kati ya nyenzo zingine kwa sababu ya uimara wake wa hali ya juu, ushupavu wa fracture na upinzani dhidi ya uenezi wa nyufa kutokana na awamu yake ya metastable tetragonal. Mabadiliko haya katika zirconia ya monoclinic katika halijoto ya chini hubana eneo lililo mbele ya ufa ili kuzuia ukuaji zaidi.

Yttria Imetulia kwa Kiasi Zirconia (Y-TZP) na Zirconia Iliyotulia kwa Kiasi ya Cerium (Nini-TZP) onyesha sifa za ushupavu wa kipekee sawa na ZTA kutokana na uhifadhi wa awamu ya tetragonal kwa kudumisha yttria au cerium kwenye joto la chini., kuruhusu mabadiliko katika safu ya joto inayoweza kudhibitiwa zaidi na kuonyesha uharibifu mdogo wa uso wakati wa majaribio ya upakiaji wa mzunguko kuliko wenzao wa Alumina..

Msuguano wa Chini

Zirconia ni moja wapo ya kauri ngumu zaidi za uhandisi zinazopatikana na sifa zake za msuguano wa chini husaidia kuongeza upinzani wa uvaaji wakati inapunguza mahitaji ya lubrication..

Keramik za ZTA zina alumina kwa ugumu wa hali ya juu. Hii huruhusu chembe za zirconia za yttria-iliyotulia za tetragonal katika tumbo la alumina kubaki bila kubadilishwa., iliyobaki ikiwa imeangaziwa kwa sababu ya mtandao uliounganishwa wa nafaka.

Hali zinazodhibitiwa za utungaji na usindikaji huhakikisha kwamba mabadiliko ya hiari ya tetragonal-to-monoclinic hayatokei wakati wa kupoeza kutoka kwa halijoto inayowaka., kuchangia uwezo wa kugonga nyingi katika upimaji wa ugumu wa fracture. Zaidi ya hayo, uwiano wa juu wa mchanganyiko wa alumina-zirconia na saizi ndogo za nafaka husababisha kupungua kwa nishati ya ufa ambayo hutafsiri kuwa urefu mfupi wa nyufa wakati wa majaribio ya kujongeza almasi..

Upanuzi wa Juu wa Joto

Nguvu ya kufunga ya matrix ya alumina huiwezesha kuzuia chembe za zirconia ya tetragonal zisigeuke kuwa zirconia ya monoclinic inapopozwa., hivyo kutengeneza 10 mole % yttria-imetulia zirconia-alumina composites imara na bila kupasuka.

Ongezeko la cerium kwa zirconia inaruhusu kuwa sehemu ya utulivu (Nini-TZP). Ce-TZP huweka awamu yake ya tetragonal kwenye joto la kawaida na huongeza kwa kiasi kikubwa ukakamavu, ugumu wa kuvunjika na nguvu ya kunyumbulika ikilinganishwa na vifaa vya jadi vya kauri ya meno.

Zirconia Toughened Alumina composites ikijumuisha Ce-TZP, yttria-imetulia zirconia (Y-TZP), au zirconia iliyoimarishwa na magnesia (Mg-PSZ) huonyesha ukakamavu wa kipekee unaozidi ule wa zirconia za alumina na monolithic, kuifanya ZTA kuwa mgombea bora wa kudai maombi kama vile vipandikizi vya matibabu, vipengele vya anga na mashine za viwanda. ZTA pia ina sifa nyingi za upinzani wa kemikali ambazo huilinda dhidi ya asidi, ufumbuzi wa chumvi, chumvi iliyoyeyuka alkali pamoja na joto la juu.