Gelişmiş Uygulamalar için Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina

ZTA bir alümina-zirkonya kompozit malzemedir, üstün güç ve sağlamlık ile ayırt edilir. Bir alümina matrisinde ince tetragonal zirkonya parçacıklarının stres kaynaklı dönüşümü yoluyla üretilir.

Zirkonya seramikleri dikkat çekici teknik malzemelerdir, mükemmel sertliğe sahip, termal kararlılık, diğer birçok seramiğin performans gösteremediği aşınma direnci ve çalışma ortamları. Metaller ve plastikler karşılaştırılamaz. Üstelik, zirkonya seramikleri ayrıca alet yapımında olağanüstü sertlik sergiler.

Kuvvet

ZTA, seramik malzemeler arasında olağanüstü sağlamlığı ve dayanıklılığıyla öne çıkıyor, aşınma direnci, kimyasal inertlik, düşük sürtünme katsayısı, diğerlerinin çoğuyla karşılaştırıldığında yüksek sertlik/sertlik oranı ve nispeten düşük termal genleşme katsayısı – kesici takımlar gibi uygulamalar için ideal bir malzeme haline gelir. Üstelik, biyouyumluluğu da ZTA'yı çekici bir malzeme seçimi haline getiriyor.

ZTA, bir alümina matris içindeki tetragonal zirkonya parçacıklarının oldukça düzgün dağılımıyla tanımlanır.. Bu, bilyalı öğütme ve yüksek enerjili aşındırmalı öğütme gibi karmaşık karıştırma teknikleri kullanılarak gerçekleştirilir.; tozlar bir kez karıştırıldıktan sonra kuru presleme kullanılarak amaçlanan bileşenlere dönüştürülebilir, izostatik presleme, enjeksiyon kalıplama veya ekstrüzyon teknikleri.

Alümina matris boyunca dağılmış zirkonya, çatlak enerjisini emerek ve dağıtarak kırılma dayanıklılığını artırır, Dönüşüm sertleşmesi olarak bilinir. Zirkonya ayrıca çatlak ilerlemesini önleyen basınç gerilimleri üreterek aşınma direncine katkıda bulunur. – kendi kendini bileme olarak bilinir – ZTA'yı taşlama taşları için mükemmel bir malzeme seçeneği haline getiriyor.

tokluk

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) seramikler etkileyici bir dayanıma ve kırılma dayanıklılığına sahiptir, onları çeşitli uygulama ve ortamlarda kullanım için mükemmel hale getirir. Bu dikkate değer esneklik, ince tabakanın stres kaynaklı faz dönüşümünden kaynaklanmaktadır., bir alümina matris içinde dağılmış, düzgün şekilde dağılmış tetragonal zirkonya parçacıkları; Stres, çatlak yayılımının enerjisini emen, kırılma direncini artırırken yayılmalarını etkili bir şekilde geciktiren zirkonya-alüminadan oluşan mikro çatlak ağları üretmek için faz dönüşümünü indükler (Clausen 1976).

ZTA olağanüstü termal şok direnciyle öne çıkıyor. Tetragonal-monoklinik faz bileşiminin benzersiz kombinasyonu sayesinde, Bu seramik, çatlamadan veya kırılmadan hızlı sıcaklık değişikliklerine dayanabilir, Zirkonyanın stres kaynaklı yarı kararlı tetragonal formuna dönüşümü, alümina matrisi içindeki çatlakların oluşumunu önleyen ve dayanıklılığı önemli ölçüde artıran ve böylece ZTA'nın performansını daha da artıran basınç stresleri üretir..

ZTA yalnızca güçlü yapısıyla övünmüyor, tetragonal monoklinik yapı ve yüksek kırılma tokluğu, ama aynı zamanda düşük bir termal genleşme katsayısı (CTE), aşırı sıcaklıklar gerektiren uygulamalar veya boyutsal stabilitenin çok önemli olduğu ortamlar için uygun hale getirir, hassas bileşenler veya elektronik paketler gibi.

ZTA, kimyasal direnç kombinasyonu nedeniyle tıbbi implant malzemeleri arasında öne çıkıyor, su veya vücut sıvılarında mekanik özellikler ve stres destekli korozyon direnci, ortopedik femur başları ve asetabular astarlar gibi tıbbi implantlar için birinci sınıf bir aday haline geliyor. BioLOX Delta biyomateryali böyle bir örnektir; ortopedik ameliyatlar sırasında her iki uygulama için de yaygın olarak kullanılır.

Korozyon Direnci

ZTA hem alümina hem de zirkonyanın üstün özelliklerine sahiptir, hem kimyasal saldırılara hem de aşınmaya karşı oldukça dirençli olmasını sağlar, korozyona yatkın ortamlar veya tekrarlanan sürtünme veya mekanik stres içeren uygulamalar için mükemmel hale getirir.

Alüminanın sertliğini zirkonyanın dayanıklılığıyla birleştirmek, ağır yüklere ve uzun süreli kullanıma sahip bileşenlerde mükemmel aşınma direnci sağlayan mükemmel tribolojik özelliklerle sonuçlanır, ortopedik implantlar gibi, Sıvı yönetiminde kullanılan kesme aletleri ve aşınmaya dayanıklı bileşenler (iplik kılavuzları, rulmanlar, nozullar vb). Bu kombinasyon özellikle ortopedik implantlar gibi tıbbi ve endüstriyel ortamlarda uygulanabilir., kesici takımlar veya sıvı yönetimi (iplik kılavuzları rulmanlar nozullar vb.).

ZTA'nın gelişmiş kırılma dayanıklılığı, alümina matrisindeki ince dağılmış zirkonya parçacıklarına atfedilebilir.. Çatlaklar yayılmaya başladığında, Enerjileri arttığında ve daha da yayıldığında, bu tetragonal zirkonya taneleri, dönüşüm sertleştirme mekanizmasının bir parçası olarak onu absorbe etmek ve dağıtmak için faz dönüşümüne uğrar – dolayısıyla bu malzemenin kırılma dayanıklılığını artırır.

ZTA seramik üretimindeki başarı, safsızlıklardan arındırılmış üstün kaliteli zirkonya ve alümina tozlarının kullanılmasında yatmaktadır.. Soğutma sırasında kendiliğinden tetragonalden monoklinik zirkonyaya dönüşümü önlemek ve uzun süreli kullanımda düşük sıcaklık bozulmasına yol açan su molekülleri ile kemisorpsiyona duyarlı yarı kararlı monoklinik faz oluşumunu en aza indirmek için sinterleme kontrol edilmelidir.; Saint-Gobain ZirPro'nun ZTA seramiğinin sinterleme süreci, bu tür istenmeyen olayları önlemek için özel olarak oluşturulmuştur.. Neyse ki Saint-Gobain ZirPro seramiğinin ZTA seramiği bu tür olayların gerçekleşmesini önlemek için özel olarak tasarlandı –

Termal Kararlılık

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) çatlamadan veya kırılmadan hızlı sıcaklık değişikliklerine dayanabilir, Alümina matris içinde dağılmış zirkonya parçacıkları sayesinde ısı enerjisini emer ve çatlamayı ve arızayı önleyen basınç gerilimleri yaratır. Çünkü ZTA termal enerjiyi çok etkili bir şekilde emer, bu malzeme yüksek sıcaklık dayanımı gerektiren uygulamalar için mükemmel bir seçimdir.

Alümina matrisine zirkonyanın eklenmesi, kırılma dayanıklılığını arttırırken aynı zamanda mukavemet ve aşınma direnci gibi mekanik özellikleri de geliştirebilir.. ZTA'daki artan kırılma dayanıklılığı, ortam sıcaklıklarında yarı kararlı tetragonal fazdan monoklinik faza stres kaynaklı dönüşüme atfedilebilir.; alüminadakilerden daha küçük zirkonya tane boyutlarıyla güçlendirilmiş bir etki.

Biolox Delta gibi ZTA malzemelerinde tetragonal zirkonya fazını korumak için stabilizatörler sıklıkla kullanılır.; Yine de, parçacık dağılımı ve kırılma dayanıklılığı açısından stabilizatörler olmadan da benzer sonuçlar elde edilebilir.

Alümina ve zirkonyanın birleşimi, dayanıklılıkta öne çıkan gelişmiş bir seramik yaratır, kırılma tokluğu, esneklik ve sertlik – Yapısal performans ve korozyon direnci gerektiren uygulamalar için gerekli özellikler. ZTA seramikleri daha iyi performans gösterme eğilimindedir 99% alümina seramiklerin belirli uygulama ihtiyaçlarını daha verimli bir şekilde karşılarken uygun maliyetli olması; oranları özel olarak bile uyarlanabilir.