zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, monolitik zirkonyaya kıyasla üstün mekanik özelliklerini kanıtlamıştır, kırılma tokluğu ve eğilme mukavemeti dahil. ZTA'nın stabilitesi, tetragonal zirkonya tanelerinin dönüşümünü koruyan ve kısıtlayan matris fazından kaynaklanmaktadır., in vivo hidrotermal koşullar altında bozulmaya dayanmasına yardımcı olur.
Eğilme Dayanımı
Alümina seramiklere zirkonya eklenerek, zirkonya ile sertleştirilmiş alümina oluşturulur. Bu malzeme, gerektiren durumlarda üstün bükülme mukavemetine ve mekanik dayanıklılığa sahiptir, ve ayrıca kimyasal korozyona ve vücut sıvılarına maruz kalmaya karşı dayanıklıdır.
zirkonyayla sertleştirilmiş alümina, termal enerjiyi emen ve çatlamayı önlemek için basınç gerilimleri yaratan bir alümina matrisi içinde dağılmış zirkonya parçacıkları nedeniyle sıcaklıktaki hızlı dalgalanmalara dayanabilir, fırın bileşenleri ve buhar türbini motorları gibi çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanıma uygun olmasını sağlar.
Bu kompozit seramik, ekstra güç ve termal şok direnci sağlamak için hem alümina hem de zirkonyanın etkileyici özelliklerini birleştirir., üstün sertliğe sahip, eğilme mukavemeti, kırılma tokluğu ve aşınma direncini aşıyor 99% sertlik açısından saf alümina, tokluk ve aşınma direnci.
Kırılma Tokluğu
Zirkonya, dönüşüm sertleşmesi yoluyla alümina seramiklerin kırılma dayanıklılığını artırır. Vurulduğunda, yarı kararlı itriyumla stabilize edilmiş zirkonya, çatlak ilerlemesini önleyen basınç gerilimi üreten monoklinik kristal yapılara dönüşür.
Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, sertliğinden dolayı kesici takımlar oluşturmak için ideal bir malzemedir, termal stabilite ve sürtünmeye karşı direnç. Üstelik, üstün mekanik özellikleri dayanıklılığına ve güvenilirliğine önemli ölçüde katkıda bulunur.
Jel döküm yoluyla üretilen ZTA, olağanüstü bir bükülme mukavemeti kombinasyonuna sahiptir, kırılma tokluğu, biyouyumluluk ve ısı/korozyon direnci onu kalça protezi ameliyatına uygun hale getiriyor. Jel döküm işlemleri aracılığıyla, çamur katı yükleme seviyelerini değiştirerek sertlik-kırılma tokluğu-esneme mukavemeti parametrelerini uyarlamak da mümkündür., Sonuçları en üst düzeye çıkarmak için kalıp kalınlığı veya sinterleme sıcaklığı parametreleri.
Gerilme-Gerilme Eğrileri
zirkonya ile sertleştirilmiş alümina malzeme üstün mukavemet ve aşınma direncine sahiptir, ağır yükleri basınç altında deforme olmadan desteklemek için olağanüstü sağlamlığın yanı sıra. Üstelik, mükemmel termal şok direncine sahiptir, bu da bozulmaya maruz kalmadan sıcaklıktaki ani dalgalanmaları tolere etmesini sağlar.
Belirli bir sınırın üzerindeki zirkonya içeriği, sinterleme sonrasında soğutma sırasında oluşan ve suyun seramik malzemeye nüfuz etmesi için tercihli yollar görevi gören mikro çatlaklar yoluyla yaşlanma bozulmasını artırır., soğuma sırasında, giriş ve yayılma için tercihli yollar görevi gören mikro çatlakların oluşmasına yol açar. tersine, bu eşiğin altında zirkonya parçacıkları stres kaynaklı tetragonal fazdan monoklinik faza dönüşüme uğrar ve bu da yaşlanma bozulmasını azaltır.
Çekme Dayanımı
Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, mükemmel aşınma direnci ve termal stabilite özelliklerine sahip sert ve dayanıklı bir malzemedir, soğutma gerektiren bileşenler için uygun hale getirir. Ek olarak, Bunun gibi termal olarak stabil yüzeyler, termal kontrolün yanı sıra sürtünme direnci de sağlar ve bu da onları ideal malzeme seçimi haline getirir.
Stres altında, ZTA, çatlak ilerlemesini önleyen ve kırılma dayanıklılığını artıran tetragonalden monokliniğe bir faz dönüşümüne uğrar, ancak bazı çalışmalar stabilize edilmemiş zirkonyanın arttırılmasının çekme mukavemetinin azalmasına yol açtığını göstermektedir.
ZTA seramikleri tipik olarak şunları içerir: 10%-20% zirkonya, bu da her uygulamaya özel olarak uyarlanabilmesini sağlar. ZTA biyolojik olarak uyumludur, sıcaklığa dayanıklı, korozyona dayanıklı, basınca dayanacak kadar dayanıklı, Saf zirkonya seramiklerine uygun maliyetli bir alternatiftir ve yüksek sıcaklıklara bozulmadan dayanabilir. Valf contası üreticileri genellikle korozyon direnci ve basınç tutma özellikleri nedeniyle bunu tercih ediyor – tüm kaliteler valf contası uygulamaları için idealdir.
Darbe Dayanımı
zirkonyayla sertleştirilmiş alümina korozyona karşı oldukça dayanıklıdır ve olağanüstü mekanik dayanıma sahiptir, onları aynı anda sertlik ve tokluk gerektiren uygulamalara uygun hale getirir. Üstelik, ZTA, saf zirkonya seramiklerine göre maliyet tasarrufu sunuyor.
Alümina ve zirkonyanın birleştirilmesi daha yüksek bükülme mukavemetine sahip bir seramik oluşturur, kırılma tokluğu, ve saf alüminaya göre aşınma direnci. Daha yüksek yüklere ve darbelere dayanabilir ve genellikle ek özellikler gerektiren tasarımlarda standart alüminaya göre bir yükseltme olarak kullanılır..
Bu artan gücün nedeni dönüşümün sertleşmesidir; stres koşulları altında, zirkonya parçacıkları tetragonalden monoklinik şekle dönüşür ve genişler, alümina matrisindeki çatlakları sıkıştırarak YSZ'den daha yüksek bükülme mukavemetine yol açar (Şekil 6c ve d).
Korozyon Direnci
ZTA seramiğinin alümina ve zirkonya kombinasyonu, saf seramikle karşılaştırıldığında üstün korozyon direnci sağlar 99% alümina malzemeleri tek başına, ve üstün sertliğe sahiptir, kırılma tokluğu, eğilme mukavemeti, ve sertlik özellikleriyle rakiplerinden daha.
ZTA olağanüstü aşınma ve aşınma direncine ve kimyasal uyumluluğa sahiptir, yüksek mekanik dayanıklılık gerektiren endüstriyel uygulamalar için idealdir. Üstelik, malzemelerin kombinasyonu, çatlama veya kırılma olmadan hızlı sıcaklık değişikliklerine izin veren mükemmel termal şok direncine sahiptir.
Alümina matrisine eklenen zirkonya parçacıkları, dönüşüm sertleşmesi yoluyla kırılma dayanıklılığını artırır, Sıkıştırma gerilimine maruz kaldığında tetragonalden monoklinik kristal yapılara değişen zirkonya parçacıklarının gerilmesinden kaynaklanan bir etki, Çatlak ilerlemesini engelleyen ve kırılma dayanıklılığını önemli ölçüde artıran basınç gerilimleri üretir.
Termal Şok Direnci
zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, alümina ve zirkonyayı birleştiren gelişmiş bir seramiktir. ZTA'yı oluşturmak için, zirkonya, geleneksel alümina seramiklere göre ilave güç ve termal şok direnci için sinterleme öncesinde ana alümina matrisine eklenir; üstelik daha yüksek sertliğe sahiptir, eğilme mukavemeti, ve muadilinden daha yoğun.
ZTA sertleştirme mekanizması, tetragonalden monoklinik zirkonya parçacık kristal yapılarına stres kaynaklı faz dönüşümünü içerir, termal şok ve mekanik aşınmaya karşı korurken kırılma dayanıklılığını arttırır. zirkonya ile sertleştirilmiş alümina son derece biyolojik olarak uyumludur ve çabuk paslanmaz, valf contaları için idealdir. Üstelik, yüksek bükülme mukavemeti, vücut basıncına etkili bir şekilde dayanabilmesini sağlar.