Tối đa hóa độ bền với các thành phần Alumina được gia cố bằng Zirconia

Gốm ZTA cung cấp các đặc tính ma sát vượt trội khi so sánh với gốm alumina thông thường, khiến chúng trở thành sự lựa chọn lý tưởng cho các dụng cụ cắt, vòng bi, máy bơm và các bộ phận quản lý chất lỏng.

Bị căng thẳng, Các hạt zirconia chuyển từ cấu trúc tinh thể tứ giác siêu bền sang cấu trúc đơn tà, tạo ra sự giãn nở thể tích để nén các vết nứt trong ma trận alumina và cải thiện đáng kể độ bền gãy.

Chống mài mòn

Alumina cường lực Zirconia (ZTA) là một vật liệu cực kỳ bền. Nó có thể chịu được sự mài mòn do va chạm hoặc mài mòn do ma sát mà không bị hư hại; làm cho nó trở thành sự lựa chọn vật liệu tuyệt vời để cắt bánh xe. Hơn nữa, ZTA có thể chịu được nhiệt độ cao mà không bị hư hỏng hoặc xuống cấp.

ZTA có khả năng chống ăn mòn hóa học cao, làm cho nó trở thành sự lựa chọn vật liệu tuyệt vời cho cấy ghép y tế. Tương thích sinh học và có khả năng chịu được sự tiếp xúc với chất lỏng cơ thể, ZTA cũng tự hào có độ bền uốn cao – hoàn hảo cho các ứng dụng thay thế hông.

ZTA được tạo ra thông qua sự biến đổi do ứng suất gây ra của các hạt zirconia tứ giác mịn thành dạng đơn tà. Điều này làm tăng độ dẻo dai của vết nứt bằng cách mở rộng không gian xung quanh vết nứt. Như vậy, ZTA chứng tỏ mạnh hơn và bền hơn nhiều so với alumina trong các ứng dụng mài mòn.

Chống ăn mòn

Alumina cường lực Zirconia (ZTA) là vật liệu gốm kỹ thuật tiên tiến được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì độ bền của nó, sự dẻo dai, đặc tính chống mài mòn và chống ăn mòn. ZTA tìm thấy các ứng dụng trên nhiều lĩnh vực bao gồm ô tô và hàng không vũ trụ cho các bộ phận như bộ phận động cơ, tua bin khí và các bộ phận cơ khí đồng thời đóng vai trò là bộ phận hao mòn trong máy bơm, con dấu và dụng cụ cắt được sử dụng cho các ứng dụng gia công. Các ca phẫu thuật trong lĩnh vực y tế cũng có thể sử dụng vật liệu này do tính tương thích sinh học của nó.

Độ bền của vật liệu này đến từ quá trình biến đổi độ cứng do ứng suất gây ra, trong đó các hạt zirconia trong ma trận alumina trải qua quá trình biến đổi thành các cấu trúc đơn tà thông qua quá trình biến đổi gây ứng suất làm cứng, giúp đóng vết nứt và tăng độ bền gãy, do đó bảo vệ bản thân khỏi bị hư hại trong các môi trường khác nhau như axit photphoric, axit sunfuric và nước cất. Điều này cho phép nó chống lại sự ăn mòn.

Cường độ cao

Kết hợp alumina và zirconia giúp tăng cường độ bền và độ dẻo dai khi gãy so với alumina tiêu chuẩn, làm cho ZTA trở thành sự lựa chọn vật liệu tuyệt vời cho các bộ phận chịu tải va đập. Hơn nữa, ZTA cũng tự hào về khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời.

ZTA tự hào có độ cứng và độ bền vượt trội nhờ sự biến đổi các hạt zirconia tứ giác thành tinh thể đơn tà thông qua sự biến đổi do ứng suất gây ra bởi tải trọng cơ học hoặc dao động nhiệt độ, và áp suất tiếp theo từ sự hình thành tinh thể zirconia đơn nghiêng nén một ma trận alumina, mang lại cho nó sức mạnh to lớn, độ bền, và khả năng chống sốc nhiệt.

Loại gốm độc đáo này còn có độ bền uốn cực cao và hệ số giãn nở nhiệt thấp, làm cho nó trở nên hoàn hảo cho các ứng dụng yêu cầu cơ chế làm mát. Hơn nữa, khả năng chống lại các hóa chất ăn mòn – bao gồm cả dịch cơ thể – làm cho các thiết bị cấy ghép y tế phù hợp để đặt vào bên trong con người mà không có nguy cơ bị xuống cấp theo thời gian, cho phép bệnh nhân tận hưởng những trải nghiệm thoải mái mà không phải lo lắng về sự hư hỏng của thiết bị cấy ghép theo thời gian.

Độ dẻo dai cao

Gốm ZTA cải thiện độ dẻo dai của alumina thông qua quá trình biến đổi do ứng suất gây ra của các hạt zirconia thành các hạt mịn, đạt được thông qua quá trình thiêu kết và ép đẳng tĩnh nóng (HÔNG). Tùy thuộc vào lượng zirconia tồn tại trong ma trận của nó, ZTA có thể có đặc tính độ dẻo dai thấp hoặc cao.

Clausen đã chứng minh ở 1976 rằng ma trận alumina chứa zirconia không ổn định có thể được tăng cường để tăng cường tính chất cơ học bằng cách bao gồm các tinh thể zirconia không ổn định dưới dạng kết tủa siêu bền phân tán mịn, chẳng hạn như những thứ được hình thành từ tinh thể zirconia không ổn định, để cải thiện tính chất cơ học. Ông đã chứng minh điểm này bằng cách sử dụng sự lan truyền vết nứt; khi các vết nứt di chuyển về phía trước xuyên qua vật liệu và nén vùng của nó trước đầu của chúng, chúng có thể chuyển sang pha đơn tà và chuyển sang pha đó dễ dàng hơn những trường hợp khác sẽ xảy ra..

Cơ chế làm cứng này làm tăng độ bền uốn và độ bền gãy của alumina đồng thời tăng độ cứng, tạo ra vật liệu composite tuyệt vời phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi độ cứng cao, độ cứng, yêu cầu chống gãy và làm mát như máy cắt công nghiệp, bộ phận mài mòn hoặc bộ phận làm mát.