Oksidi ya Zirconium na oksidi ya alumini zikiwekwa pamoja hutoa Zirconia Alumina Toughened (ZTA), nyenzo ya kipekee katika matumizi mengi. Mali ya mitambo, nguvu, ugumu wa fracture, elasticity, ugumu na upinzani wa kuvaa huthaminiwa sana katika nyenzo hii ya kauri ya mchanganyiko ambayo ni ya darasa la composites za AZ.. ZTA imekuwa chaguo linalopendekezwa kwa nguvu ya juu ya mitambo, upinzani wa joto na upinzani wa kutu.
Kusimbua Muundo na Muundo
Miongoni mwa mambo mengine, Zirconia Alumina Toughened ina nafaka zirconia zilizotawanywa kwa usawa ndani ya tumbo la alumina.. Kwa kawaida, hii inajumuisha 10-20% kiasi cha ZrO2 katika alumina. Kulingana na uwiano wao, michanganyiko ya muundo huchangia kwa keramik na sifa maalum kulingana na programu fulani.
Vitalu vya Kujenga: Alumina na Zirconia
Vipengele kuu vinavyochanganywa na kuunda ZTA ni alumina na zirconia. Aidha, vipandikizi vya mifupa vimekuwa vikitumia nyenzo hii ya kauri inayojulikana kama Oksidi ya Alumini (Al2O3) katika historia kutokana na utangamano wake mzuri wa kibayolojia pamoja na nguvu zake kubwa za kimitambo na upinzani wa kuvunjika.
Sifa nyingine bora ya zirconia ni viwango vyake vya chini vya kutu pamoja na utulivu mzuri wa kemikali na nguvu ya juu ya mitambo.. Moduli yake ya Young iko katika mpangilio sawa wa ukubwa na aloi za chuma cha pua.
Jinsi Imetengenezwa
Kutengeneza ZTA kunamaanisha kuunda nafaka za zirconia za awamu ya tetragonal zinazosambazwa sawasawa katika matrix ya alumina.. Mkazo wa mkazo wa ncha ya ufa unaweza kubadilisha muundo wa fuwele ya tetragonal kuwa moja ya kliniki moja na hivyo kusababisha kuongezeka kwa kiasi cha zirconia.. Upanuzi kama huo wa sauti hurudisha nyuma au huzuia ukuaji wa ufa na kusababisha ugumu na nguvu zaidi.
Sifa za Mitambo za ZrO2-Al2O3 Ceramics
Kuna anuwai ya mali ya mitambo iliyoonyeshwa na ZTA ikijumuisha ugumu wa hali ya juu kuliko alumina za kawaida zilizo na maadili sawa ya msongamano., nguvu ya juu ya kunyumbulika kuliko alumina za kawaida na chini ya mgawo wa zirkonia wa kawaida wa upanuzi wa mstari wa mafuta. (CLTE).
Zirconia Toughened Alumina ina nguvu ya juu ya mitambo na inastahimili joto kwa hivyo haina kutu.. Chini ni baadhi ya mali za ZTA:
Thamani ya Mali
Mfumo wa Kemikali Zr-Al2O3
Msongamano 4.1-4.38 g/cm^3
Ugumu 1750-2100 Kitufe
Unyogovu 45-49 x 10^6 psi
Nguvu ya Flexure 100-145 ksi
Uwiano wa Poisson 0.26
Ugumu wa Kuvunjika 5-7 MPa m^1/2
Mgawo wa Upanuzi wa Joto 8.0-8.1 x 10^-6 1/C
Uendeshaji wa joto 20.0-21.0 W/mK
Upinzani wa Mshtuko 325 °C
Kiwango cha Juu cha Joto la Kufanya Kazi 1650 °C
Maombi ya ZrO2-Al2O3 Ceramics
Zirconia Toughened Alumina hutumiwa katika matumizi mbalimbali kama vile yale ambayo yanahitaji nguvu ya juu na upinzani wa kuvaa. Hizi ni pamoja na mihuri ya valve, mikono, bastola za pampu, kunyunyizia nozzles na sehemu nyingine za viwanda.
Utangamano wa kibayolojia wa ZTA
Katika tafiti mbalimbali, ZTA imeripotiwa kutoleta athari mbaya ya tishu wakati wa kupandikizwa na hivyo kuifanya kuwa mgombea mzuri wa vifaa vya kubeba mzigo wa mifupa.. Aidha, ugumu, ugumu na uimara unaoonyeshwa na kauri za zirconia-alumina huzifanya zitoshee vipengele vya kubeba mzigo wa mifupa..
ZTA katika Hip Arthroplasty
Kumekuwa na mijadala mingi juu ya keramik kama alumina, zirconia na zirconia alumina toughened (ZTA) kama nyenzo zinazofaa katika arthroplasty ya hip . Faida hizi za ZTA zilipatikana bila kulazimika kujumuisha hasara zinazohusiana na zirconia iliyotulia ya yttria ambayo inaonyesha sifa za juu za kiufundi au alumina na ajizi yake ya juu..
ZTA katika Knee Arthroplasty
Mara nyingi, miundo ya kupandikiza kauri kwa arthroplasty jumla ya goti (TKA) zimetengenezwa ili kushughulikia suala la athari za mzio ambazo zinaweza kutokea kwa wagonjwa wakati vipengele vya kisasa vya titanium au cobalt-chromium alloy vinatoa chembe za kuvaa.. Zirconia Ilimtia Alumina Mgumu (ZTA) Mchanganyiko wa Matrix ni nyenzo ya kisasa ya kibaolojia kwa matumizi kama haya.
ZTA: Wakati Ujao Unaoahidiwa
Hii inahusisha utafiti endelevu pamoja na maendeleo ya njia za kuboresha sifa za ZTA na matumizi yake yanayoweza kutokea. Alumina nyingine iliyochakatwa kwa kundi la Zirconia Toughened imeundwa kwa sifa za kiufundi kulingana na nguvu ya kunyumbulika kwa kiasi kidogo kuliko zile zinazopatikana kibiashara za Biolox® Delta.. Mwingine, kama vile misombo ya kauri ya nitridi ya silicon iliyoletwa hivi majuzi kwenye athroplasty ya nyonga pia inaonyesha nguvu ya juu kuliko alumina. Wakati ujao ni mzuri kwa ZTA yenye matumizi mengi na sifa bora zaidi.. Kwa hiyo, na teknolojia inayoendelea, inatarajiwa kwamba ZTA itakuwa msingi wa dhana mpya katika nyanja mbalimbali hasa kuhusu biomedicine.