Цирконій, загартований оксид алюмінію

Глиноземно-цирконієві композити зміцнюються шляхом перетворення дрібних тетрагональних частинок діоксиду цирконію в тверді під впливом напруги., міцні матеріали з надзвичайною міцністю та жорсткістю, що робить їх придатними для різноманітних застосувань і середовищ.

Gelcasting використовувався для виготовлення зразків ZTA, приділяючи особливу увагу оптимізації приготування суспензії з різними завантаженнями твердих речовин, процеси формування та виймання з форми, сушіння розчинником (осмотична проти повітряної сушки), а також процеси піролізу та спікання при 1550 і 1650 degC для цілей сушіння. Щільність, твердість, Оцінки міцності на руйнування та міцності на вигин були проведені на всіх зразках, виготовлених за допомогою гелевого лиття.

Має високу твердість

Загартований окис цирконію (ZTA) ідеально підходить для вимогливих застосувань завдяки своїй високій твердості. Виготовляється методом гелевого лиття, ZTA забезпечує економію коштів порівняно з іншими керамічними матеріалами, водночас характеризуючись надзвичайною міцністю. ZTA може переносити температуру 1650 degC, залишаючись економічно ефективним завдяки тому, що складається з порошків стабілізованого оксидом ітрію цирконію та оксиду алюмінію, які були об’єднані за допомогою методів гелевого лиття та спікання.

Кераміка ZTA виділяється своєю надзвичайною міцністю завдяки перетворенню тетрагональної фази в моноклінну, підвищення тріщиностійкості на цілих два рази. Цей механізм викликаний відмінностями між модулями пружності між відповідними фазами – діоксид цирконію і глинозем відповідно – тобто поля напруги, створені під час фазового перетворення, фактично діють на пом’якшення поширення тріщин, роблячи ZTA набагато міцнішою, ніж традиційна глиноземна кераміка.

Загартований оксидом цирконію глинозем має кращу твердість і в'язкість до руйнування порівняно з AlN, а також чудову міцність на вигин порівняно з обома цими матеріалами, що робить його чудовим кандидатом для застосування в автомобільній промисловості та екологічній енергетиці. Крім того, ZTA має чудову стійкість до термічного удару, а також хороші електроізоляційні властивості, що робить його придатним для використання в автомобілях та інших медичних цілях; крім того, ZTA не виявляє пошкодження ДНК або канцерогенних ефектів у клітинах ссавців, забезпечуючи потенційне використання як матеріал для зубних імплантатів завдяки своїм відмінним механічним властивостям і властивостям біосумісності.

Має високу міцність

Загартований окис цирконію (ZTA), або загартований цирконієм оксид алюмінію, це керамічний матеріал, що складається як з оксиду алюмінію, так і з цирконію, який пропонує виняткові механічні властивості, такі як висока міцність на вигин, в'язкість руйнування, еластичність, твердість і зносостійкість. Співвідношення між цими матеріалами можна легко змінити відповідно до конкретних застосувань; Продукти ZTA перевершили продукти, виготовлені з чистого цирконію, але були економічно ефективнішими.

Цей матеріал успішно використовується для заміни головок стегнової кістки та вкладишів вертлюжної западини завдяки своїй біосумісності та довгостроковій здатності витримувати навантаження. Проте, його придатність спочатку повинна бути оцінена in vivo.

ZTA досягає високої в'язкості завдяки своїй метастабільній тетрагональній структурі та силі стиснення з матриці оксиду алюмінію, де високі напруги розтягування викликають трансформаційну міцність; тобто, діоксид цирконію перетворюється на моноклінну форму під дією сил стиснення з боку матриці оксиду алюмінію, створюючи енергію напруги, яка уповільнює або зупиняє поширення тріщини, тим самим створюючи ефекти трансформаційної жорсткості, що запобігає поширенню тріщини.

ZTA може похвалитися значно підвищеною міцністю на вигин 99% глиноземної кераміки завдяки своїй метастабільній тетрагональній фазі та глиноземній матриці, значно випереджаючи її в цьому плані. Проте, композити глинозем-цирконій можуть стати крихкими через нижчу однорідність і захоплення повітря, а також агломерацію частинок, що призводить до точкових дефектів і зниження міцності на вигин – але його продуктивність перевершує традиційну глиноземну кераміку в медицині та промисловості.

Має високу міцність

Цирконієвий загартований оксид алюмінію є надзвичайно міцним матеріалом, що робить його придатним для несучих застосувань. Виготовляється за допомогою індукованого напругою перетворення дрібних тетрагональних частинок діоксиду цирконію в матрицю оксиду алюмінію, його виробництво призводить до високорівномірного розподілу частинок з винятковими властивостями міцності та в'язкості.

Кераміка також має високу стійкість до хімічної корозії. Він підходить для багатьох застосувань, включаючи медичні імплантати та стоматологічні матеріали, завдяки своїй здатності витримувати повторний вплив рідин організму та хімічних речовин.

ZTA також виділяється своєю стійкістю до термічного удару, оскільки його частинки діоксиду цирконію, розсіяні в матриці оксиду алюмінію, поглинають теплову енергію та створюють напруги стиску, щоб уникнути утворення тріщин – це дозволяє безпечно використовувати кераміку ZTA для високотемпературних застосувань, таких як компоненти печей і турбінних двигунів, без ризику пошкодження або виходу з ладу.

ZTA отримує свою міцність від своєї структури та розподілу наночастинок, а також гаряче ізостатичне пресування та звичайне спікання для підвищення надійності. Для додаткової гнучкості, він також може бути отриманий за допомогою золь-гель методів виробництва, які перетворюють молекули на тверді речовини – у цьому випадку поєднання порошку оксиду алюмінію та порошку цирконію в гелеподібну рідину, яка потім може бути сформована в різні форми перед випіканням у духовці, доки не відбулося затвердіння, перш ніж витягнути з форми та висушити, щоб отримати ZTA з високою щільністю дрібних кристалічних структур разом із зміненим кристалом, атомний, електронні стани, що призводять до ZTA, які демонструють високу щільність, а також змінений кристал, атомні стани, а також змінені кристалічні структури, змінені кристалічні структури, а також змінений кристал, атомні стани, що призводять до зміненого кристала, атомні стани для підвищення надійності.

Має високу термостійкість

Матеріал ZTA забезпечує чудову термостійкість, що робить його придатним для застосувань, які вимагають надзвичайної довговічності. Крім того, його корозійна стійкість і висока міцність на вигин роблять ZTA придатним для тривалого впливу температур до 1773 К – що робить його чудовим вибором для тривалого впливу обладнання на високий рівень тепла.

Останні дослідження показують, що діоксид цирконію покращує механічні властивості глинозему, особливо його міцність і міцність на вигин. Цей ефект виникає через те, що частинки діоксиду цирконію утворюють стискаючу напругу на матриці оксиду алюмінію під час напруги.; ця напруга стиску допомагає зменшити поширення тріщини, одночасно підвищуючи в'язкість до руйнування.

Численні фактори впливають на продуктивність композитів ZTA, як-от методи та температури спікання, а також кількість доданого діоксиду цирконію. Загалом, додавання більшої кількості діоксиду цирконію покращує продуктивність; однак занадто багато діоксиду цирконію може знизити його міцність на вигин, а також міцність на руйнування.

Глиноземно-цирконієвий загартований оксид алюмінію (ТО) це передовий технічний керамічний матеріал, який використовується в різних промислових цілях. Виготовлений з оксиду алюмінію та оксиду цирконію, з’єднаних керамічними зв’язками, які підвищують міцність на вигин і в’язкість матеріалу., AZT є чудовим матеріалом для обладнання, яке піддається впливу високих температур, наприклад печей і печей.