Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina

Alümina-zirkonya kompozitleri, ince tetragonal zirkonya parçacıklarının stres kaynaklı dönüşümüyle sertleştirilir., Çeşitli uygulamalara ve ortamlara uygun olmalarını sağlayan, olağanüstü güç ve tokluğa sahip güçlü malzemeler.

ZTA numunelerini üretmek için jel döküm kullanıldı, farklı katı yüklemelerle bulamaç hazırlamanın optimize edilmesine büyük özen gösterilerek, kalıplama ve kalıptan çıkarma işlemleri, solvent kurutma (Ozmotik ve havayla kurutma), ve piroliz ve sinterleme işlemleri 1550 Ve 1650 kurutma amaçlı C derece. Yoğunluk, sertlik, jel döküm kullanılarak üretilen tüm numuneler üzerinde kırılma tokluğu ve eğilme mukavemeti değerlendirmeleri yapıldı.

Yüksek sertliğe sahiptir

Zirkonya sertleştirilmiş alümina (ZTA) Yüksek sertliği nedeniyle zorlu uygulamalar için idealdir. Jel döküm kullanılarak üretilmiştir, ZTA, üstün dayanıklılığın yanı sıra diğer seramik malzemelere göre maliyet tasarrufu sağlar. ZTA sıcaklıkları tolere edebilir 1650 jel döküm ve sinterleme teknikleri kullanılarak birleştirilmiş itriya ile stabilize edilmiş zirkonya ve alümina tozlarından oluşması nedeniyle uygun maliyetli kalırken dereceC.

ZTA seramikleri, tetragonal fazdan monoklinik faza dönüşümü nedeniyle olağanüstü sağlamlığıyla öne çıkıyor, kırılma dayanıklılığını iki kata kadar arttırmak. Bu mekanizma, ilgili fazlar arasındaki elastik modül farklarından kaynaklanmaktadır. – sırasıyla zirkonya ve alümina – yani faz dönüşümü sırasında oluşan stres alanları aslında çatlak yayılmasını azaltıyor ve ZTA'yı geleneksel alümina seramiklerden çok daha dayanıklı hale getiriyor.

Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, AlN'ye göre üstün sertlik ve kırılma dayanıklılığına sahiptir, ve bu malzemelerin her ikisine kıyasla üstün bükülme mukavemeti, onu otomotiv ve sürdürülebilir enerji uygulamaları için mükemmel bir aday haline getiriyor. Üstelik, ZTA, üstün termal şok direncinin yanı sıra iyi elektriksel yalıtım özelliklerine de sahiptir, otomotiv kullanımı ve diğer tıbbi kullanımlar için uygun hale getirilmesi; Dahası, ZTA, memeli hücrelerinde DNA hasarı veya kanserojen etki göstermez, Mükemmel mekanik özellikleri ve biyouyumluluk özellikleri nedeniyle diş implantı malzemesi olarak potansiyel kullanım sağlar.

Yüksek bir tokluğa sahiptir

Zirkonya sertleştirilmiş alümina (ZTA), veya zirkonyumla sertleştirilmiş alümina, yüksek bükülme dayanıklılığı gibi olağanüstü mekanik özellikler sunan, hem alümina hem de zirkonyumdan oluşan seramik bir malzemedir, kırılma tokluğu, esneklik, sertlik ve aşınma direnci. Bu malzemeler arasındaki oran, belirli uygulamaları karşılamak üzere kolaylıkla değiştirilebilir; ZTA ürünleri, saf zirkonyadan üretilenleri gölgede bırakırken daha uygun maliyetlidir.

Bu malzeme biyouyumluluğu ve uzun süreli yük taşıma kapasitesi nedeniyle kalça protezi femur başları ve asetabular astarlarda başarıyla kullanılmıştır.. Fakat, uygunluğu öncelikle in vivo olarak değerlendirilmelidir.

ZTA, yarı kararlı tetragonal yapısı ve alümina matrisinden gelen basınç kuvveti sayesinde yüksek tokluğa ulaşır, yüksek çekme gerilmelerinin dönüşümün sertleşmesine neden olduğu yer; yani, zirkonya, alümina matrisinden gelen sıkıştırma kuvvetlerine maruz kaldığında monoklinik formlara dönüşür, Çatlak ilerlemesini yavaşlatan veya durduran gerilim enerjileri üreterek çatlak ilerlemesini önleyen dönüşüm sertleştirme etkileri üretir.

ZTA, önemli ölçüde geliştirilmiş bükülme mukavemetine sahiptir 99% yarı kararlı tetragonal fazı ve alümina matrisi nedeniyle alümina seramikleri, bu konuda onu önemli ölçüde geride bırakan. Fakat, alümina-zirkonya kompozitleri, daha düşük homojenlik ve hava hapsinin yanı sıra nokta kusurlarına ve eğilme mukavemetinin azalmasına yol açan parçacık topaklaşması nedeniyle kırılgan hale gelebilir – yine de performansı hem tıbbi hem de endüstriyel uygulamalarda geleneksel alümina seramiklerini geride bırakıyor.

Yüksek bir güce sahiptir

Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina son derece dayanıklı bir malzemedir, bu da onu yük taşıyan uygulamalara uygun hale getirir. İnce tetragonal zirkonya parçacıklarının stres kaynaklı bir alümina matrisine dönüştürülmesiyle üretilir, üretimi, olağanüstü mukavemet ve tokluk özelliklerine sahip, oldukça düzgün parçacık dağılımı sağlar.

Seramik ayrıca kimyasal korozyona karşı oldukça dayanıklıdır. Vücut sıvılarına ve kimyasallara tekrar tekrar maruz kalmaya dayanma özelliği nedeniyle tıbbi implantlar ve diş malzemeleri dahil olmak üzere birçok kullanıma uygundur..

ZTA aynı zamanda termal şok direnciyle de öne çıkıyor, Bir alümina matris içinde dağılmış zirkonya parçacıkları termal enerjiyi emdiğinden ve çatlak oluşumunu önlemek için basınç gerilimleri oluşturduğundan – bu, ZTA seramiğinin fırın bileşenleri ve türbin motor parçaları gibi yüksek sıcaklıktaki uygulamalarda hasar veya arıza riski olmadan güvenle kullanılmasına olanak tanır.

ZTA gücünü yapısından ve nanopartikül dağılımından alıyor, artan güvenilirlik için sıcak izostatik presleme ve geleneksel sinterlemenin yanı sıra. Daha fazla esneklik için, molekülleri katılara dönüştüren sol-jel üretim yöntemleri kullanılarak da üretilebilir. – bu örnekte, alümina tozu ve zirkonya tozlarının jel benzeri bir sıvı içinde birleştirilmesi, bu sıvının daha sonra farklı şekillere dönüştürülmesi, ardından sertleşme gerçekleşene kadar bir fırında pişirilmesi, kalıptan çıkarılıp kurutulması ve değiştirilmiş kristalle birlikte yüksek yoğunluklu ince kristal yapılara sahip ZTA elde edilmesi, atomik, Yüksek yoğunluğun yanı sıra değiştirilmiş kristal sergileyen ZTA ile sonuçlanan elektronik durumlar, atomik durumlar ve değişen kristal yapılar, değiştirilmiş kristal yapıların yanı sıra değiştirilmiş kristal, Değişmiş kristalle sonuçlanan atomik durumlar, Daha fazla güvenilirlik için atomik durumlar.

Yüksek sıcaklık dayanımına sahiptir

ZTA malzemesi üstün sıcaklık direnci sunar, aşırı dayanıklılık gerektiren uygulamalar için uygun hale getirir. Üstelik, Korozyona karşı direnci ve daha yüksek bükülme mukavemeti, ZTA'yı 300°C'ye kadar sıcaklıklara uzun süre maruz kalmaya uygun hale getirir. 1773 k – ekipmanın yüksek ısı seviyelerine uzun süre maruz kalması durumunda mükemmel bir seçimdir.

Son araştırmalar zirkonyanın alüminanın mekanik özelliklerini arttırdığını gösteriyor, özellikle sağlamlığı ve bükülme mukavemeti. Bu etki, zirkonya parçacıklarının stres altındayken alümina matris üzerinde basınç gerilimi oluşturması nedeniyle oluşur.; bu basınç gerilimi çatlak ilerlemesinin azaltılmasına yardımcı olurken aynı zamanda kırılma tokluğunu da arttırır.

Çok sayıda faktör ZTA kompozitlerinin performansını etkiler, Sinterleme yöntemleri ve sıcaklıkları ile eklenen zirkonya miktarı gibi. Genel olarak, Daha fazla zirkonya eklemek performansı artırma eğilimindedir; ancak çok fazla zirkonya bükülme mukavemetini ve kırılma dayanıklılığını azaltabilir.

Alümina-zirkonya-sertleştirilmiş alümina (O) çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılan ileri teknik seramik malzemedir. Malzemenin bükülme mukavemetini ve kırılma dayanıklılığını artıran seramik bağlarla bağlanan alümina ve zirkonyum oksitten yapılmıştır, AZT, fırın ve fırınlar gibi yüksek sıcaklıklara maruz kalan makineler için mükemmel bir malzemedir.