Zirkoniya qattiq alyuminiy oksidi – Sanoat mukammalligi uchun mustahkamlangan kuch

Zirkoniya qattiq alyuminiy oksidi (ZTA) ajoyib keramika hisoblanadi, alumina matritsasi orqali tarqalgan itriya stabillashgan zirkoniya zarralari tufayli yuqori qattiqlik va sinish qarshiligi bilan ajralib turadi..

Ushbu material yorilish va buzilmasdan tez harorat o'zgarishiga bardosh bera oladi, kimyoviy korroziyaga qarshi turadi va mukammal termal zarba qarshiligini ta'minlaydi.

Ajoyib korroziyaga chidamlilik

ZTA keramikasi kuch va qiymat o'rtasidagi ideal muvozanatni ta'minlaydi, alumina mahsulotlaridan kuchliroq, lekin sof zirkoniyadan arzonroq. Ularning mexanik xususiyatlari – sinish chidamliligi, egilish kuchi va qattiqligi, shuningdek, termal zarba qarshiligi – ularni kesish g'ildiraklari kabi sanoat asboblarini tayyorlash uchun moslashtiring.

ZTA o'zining yuqori xususiyatlariga yttria stabillashgan zirkoniya qo'shilishi tufayli erishadi (YSZ) alumina matritsasidagi zarralar. Bo'ylab bir tekis taqsimlanganda, YSZ har ikkala elementning qattiqlik-sinish chidamliligini va valentlik kuchini optimallashtirishga yordam beradi, bu esa ajoyib aşınma qarshilikka olib keladi, Xona haroratida kimyoviy inertlik va ajoyib seramika materiali uchun issiq qattiqlik / ko'tarilish kuchi xususiyatlari.

ZTA mahsulotlari’ Mexanik xususiyatlar ko'p jihatdan kukunlarni ishlab chiqarish uchun ularni qayta ishlash yo'llariga bog'liq, shu jumladan issiqlik bilan ishlov berish, kalsinatsiya usullari, quritish texnikasi va sinterlash jarayonlari, shuningdek ishlab chiqarish jarayonida qo'shilgan qo'shimchalar bilan moslashtirilgan shakllanish. Bu omillarning barchasi ularning kuchiga darhol ta'sir qiladi, elastiklik va qattiqlik xususiyatlari.

Ajoyib termal zarba qarshiligi

ZTA keramikasi mukammal termal zarba qarshiligini ta'minlaydi, ularni yuqori quvvat talab qiladigan aerokosmik ilovalar uchun ajoyib tanlov qilish, qattiqlik, va kimyoviy inertlik. Alumina matritsasi ichida bir tekis taqsimlanganda YSZ optimallashtirilishi mumkin. Biz taklif qiladigan shunday transformatsiyalangan tsirkoniy-alyuminiyli keramikalardan biri bu BIOLOX delta bo'lib, uni ortopedik yuk ko'taruvchi komponentlar uchun kestirib almashtirish uchun ishlatish mumkin..

YSZ ning metastabil tetragonaldan monoklinik tuzilishga stress ta'sirida o'zgarishi yoriqlar tarqalishiga qarshi turuvchi hajmning kengayishini va siljish deformatsiyasini keltirib chiqaradi., sinish chidamliligini oshirish va bir vaqtning o'zida egilish kuchini yaxshilash. Bunday alumina-YSZ transformatsiyasi bilan mustahkamlangan keramikaning ishlashi ishlov berish shartlariga, shuningdek, sinterlash jarayonida tarkibiy oksidlarning stexiometriyasiga bog'liq..

Noto'g'ri boshqariladigan sinterlash sharoitlari alumina-YSZ matritsasining past egiluvchanligi va yomon bir xilligiga olib kelishi mumkin., potentsial havo tutilishi yoki zarrachalar aglomeratsiyasi tufayli. Ytria yoki magniy oksidi kabi qo'shimchalarni qo'shish orqali, tetragonaldan monoklinikga o'tish haroratini pasaytirish va zirkoniyaning sinterlash xususiyatlarini yaxshilash mumkin.

Ajoyib aşınma qarshilik

ZTA nafaqat termal zarba qarshiligi va korroziyaga chidamliligi jihatidan ustundir, lekin tetragonal-monklinik fazali o'zgarishlarni qoplovchi mexanizmi tufayli juda aşınmaya bardoshli. Bundan tashqari, in vitro tadqiqotlari ZTA komponentlari gidrotermik degradatsiyaga kamroq moyil ekanligini aniqladi – kestirib almashtirish femur boshi va chashka keramikasida katta ahamiyatga ega bo'lgan narsa (CeramTec tomonidan ishlab chiqarilgan BIOLOX deltasi kabi).

Alumina-tsirkonli kompozit materiallardan tayyorlangan ZTA komponentlarida o'tkazilgan simulyatsiya qilingan aşınma sinovlari aşınma qarshiligi bo'yicha ajoyib natijalarni berdi., egilish kuchi va qattiqligi. Kalça simulyatorida bir nechta tsikllarga duchor bo'lgan ZTA namunalari monolit zirkoniya komponentlariga qaraganda ancha past sirt pürüzlülüğü bilan minimal degradatsiyani ko'rsatdi..

ZTA komponentlari avtomobil ishlab chiqarishdagi talabchan ilovalar uchun mos ekanligi isbotlangan (issiq va sovuq shakllantiruvchi asboblar, qutilarni yopish roliklari va qopqog'i); energetika sanoati (podshipniklar, teshikli qo'shimchalar va vorteks topuvchilar); oziq-ovqat mahsulotlarini qayta ishlash (homogenlashtiruvchi nasos qismlari); va energetika sanoati. Ularning mexanik xususiyatlari ko'plab o'zgaruvchilarga bog'liq: kukunlarni tayyorlash uchun ishlatiladigan tayyorlash yo'llari; kalsinatsiya paytida qo'llaniladigan quritish usullari; sinterlash texnikasi davomida qabul qilingan shakllantirish usullari; moslashtirilgan shakllantirish; qo'shilgan qo'shimchalar va zarrachalar hajmini boshqalar orasida taqsimlash.

Ajoyib kuch

ZTA keramikasi tsirkonni alumina matritsasiga birlashtirish uchun stressdan kelib chiqqan transformatsiyadan foydalanadi., vaqt o'tishi bilan kuch va chidamlilikni oshirish. Bu ZTA-ni qattiqlikni talab qiluvchi sanoat ilovalari uchun ajoyib keramika yechimiga aylantiradi, yuqori korroziyaga chidamlilik, termal zarba bardoshliligi va termal zarba bardoshliligi.

Zo'riqish ostida, Kubik alyuminiy oksidi tarkibidagi tetragonal metastabil cho'kmalar keskin monoklinik zarrachalarga aylanadi, bu esa matritsadagi yoriqlarga yopishib oladigan siqilgan sirt qatlamlarini hosil qilish orqali uning sinish chidamliligini oshiradi..

Transformatsiyaning qattiqlashishi sinishning qattiqlashishi deb nomlanuvchi hodisadir, bunda aluminaning sinish chidamliligining oshishi yorilish uzunligining qisqarishiga olib keladi, kamroq yoriqlar to'mtoq, va ilgari mavjud bo'lgan mikro yoriqlar bilan yaxshilangan o'zaro ta'sir. Bu zamonaviy tibbiy toifadagi keramikalarda, masalan, kestirib almashtirishda qo'llaniladigan qattiq-qattiq va qattiq-yumshoq rulman birikmalariga imkon beradi.. Bundan tashqari, Y-TZP deb nomlanuvchi itrium stabillashgan tsirkon implantlari vaqt o'tishi bilan eskirishdan himoya qiladi.