Endüstriyel Uygulamalar için Gelişmiş Dayanıklılık

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) seramik bileşenler, endüstriyel uygulamalar için performans ve uzun ömür sağlamak üzere alüminanın sertliğini ve gücünü zirkonyanın üstün kırılma dayanıklılığıyla birleştirir.

Bir alümina matris içine gömülü ince tetragonal zirkonya parçacıklarının stres kaynaklı dönüşümü, üstün mukavemet ve tokluğa sahip ZTA malzemelerine yol açar, çeşitli zorlu ortamlarda kullanıma uygundur.

tokluk

ZTA malzemeleri alüminanın sertliğini zirkonyanın dayanıklılığıyla birleştirerek aşınma ve aşınmaya karşı benzersiz direnç sağlar. Bu etki, stresin neden olduğu dönüşüm sertleşmesiyle mümkün olmaktadır.: stresli olduğunda, zirkonya parçacıkları metastabil tetragonal fazdan stabil monoklinik forma geçiş yapar; Bu yapısal değişikliğin neden olduğu hacim genişlemesi, alümina matris içindeki çatlakların kapatılmasına ve dayanıklılığın önemli ölçüde artmasına yardımcı olur.

ZTA, sinterleme sırasında bir alümina matrisine çekirdeklenen zirkonya trombositlerini içerir, kırılma tokluğunu arttırırken kırılma tokluğunu ve mukavemetini arttırır, Y-TZP'den daha fazla bükülme mukavemetine ve onun döngüsel yorulma mukavemetinin iki katına kadar olan bir malzeme yaratılması. Alüminanın dayanıklılığı ile zirkonyanın dayanıklılığının birleşimi, ZTA'yı hasar direnci gerektiren endüstriyel uygulamalar için mükemmel bir malzeme seçeneği haline getiriyor.

Dayanıklılık

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) olağanüstü eğilme ve basınç dayanımına sahiptir, alüminaya eşdeğer düşük termal genleşmeye ve olağanüstü aşınma direnci özelliklerine sahiptir.

Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, sert bir alümina matrisine stres kaynaklı dönüşüm yoluyla tetragonal zirkonya tanelerinin eklenmesiyle oluşturulur., genele yayılmak yerine yerel alanlara dönüşmesini kısıtlayarak kendi bünyesine hapsetmesi.

Bu mekanizma, alümina-zirkonya kompozitlerini, kemisorpsiyon yoluyla su emilimine karşı dirençleri nedeniyle monolitik zirkonyadan çok daha dayanıklı hale getirir.; monolitik zirkonya polar su moleküllerini emebilir, bu da düşük sıcaklıkta bozulmaya ve uzun süreli kullanımdan sonra sonunda parçalanmaya yol açar.

ZTA, diğer taraftan, yapısal özellikler ve kimyasal katkı maddeleri yoluyla bu tetragonalden monoklinik dönüşümü kolaylaştırmak için özel olarak tasarlanmıştır.. CeramTec örnek olarak Biolox Delta ZTA'yı pazarlıyor; bu formülasyon, zirkonya fazındaki sertleşme mekanizmalarını kolaylaştırmak için itriya ve stronsiyum alüminat içerir ve sonuç olarak yüksek sıcaklıktaki ortamlara dayanırken düşük sıcaklıkta bozulma riski daha azdır.

Korozyon Direnci

ZTA seramikleri, alümina muadillerine göre üstün korozyon direnci sunar ve bu nedenle zorlu ortamlara maruz kalan ekipmanlarda kullanılabilir.. Üstelik, ZTA, daha fazla kimyasal stabilite sunarken daha yüksek sıcaklıklara dayanabilir.

Garvie ve diğerleri (1975) eklendiğini gösterdi 10-20% Stabilize edilmemiş zirkonya, alüminaya kıyasla dayanıklılığı büyük ölçüde artırabilir, dönüşüm sertleştirmesi yoluyla. Bu süreç, ince bir şekilde dağılmış tetragonal metastabil çökeltilerin stres altında monoklinik zirkonyaya dönüşmesi ve çatlakları sıkıştıran ve bunların yayılmasını yavaşlatan veya durduran hacim genişlemesine neden olduğunda meydana gelir..

Bu mekanizma deformasyonun neden olduğu gerilimlere benzemektedir.; Yine de, Faz değişikliklerine neden olmak için gerilim alanının yeterince büyük olması gerekir; ZTA numunelerindeki çatlaklar için bu enerji kırılma bölgelerindeki bükülme gerilimlerinden gelir.

Isı Direnci

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina olağanüstü yüksek erime noktasına ve korozyon direncine sahiptir, sık sık yüksek sıcaklıklara maruz kalan ekipmanlar için ideal malzeme olmasını sağlar. Üstelik, bu varyant standart alüminadan daha yüksek sürtünme direncine sahiptir, Daha yüksek düzeyde kinetik enerjiye maruz kalan ekipmanlarda aşınma ve yıpranmanın azaltılmasına yardımcı olur.

ZTA seramikleri, tetragonal zirkonya parçacıklarının stres kaynaklı bir alümina matrisine dönüştürülmesiyle oluşturulur, içlerinde çatlak ilerlemesini önleyen basınç gerilmeleri yaratmak, kırılma veya çatlama olmadan termal şok direnci sağlarken hem mukavemeti hem de tokluğu artırır. Mükemmel termal şok direncine sahiptirler; Stres altında kırılma veya çatlama olmadan sıcaklıktaki hızlı değişikliklere direnme.

Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina, geniş özellikleri nedeniyle birçok endüstride birçok kullanıma sahiptir.. Makine mühendisliği bunu pompa bileşenleri ve contaları için kullanır; yarı iletken işleme, termal stabilitesi ve gücü nedeniyle bunu kullanır; havacılık, Korozyona ve sert kimyasallara karşı dayanıklılığı nedeniyle otomotiv ve enerji endüstrileri bunu motor parçası olarak kullanıyor; diş implantları için yüksek bükülme mukavemetlerine bile dayanabilir!