鎳強化鋁已經證明咗佢嘅機械性能同單體鎳嘅優越, 包括骨折韌性同彎曲強度. ZTA 嘅穩定性源於佢嘅基質相,呢個基質相可以保護同限制四方鎳粒子嘅轉化, 幫佢喺體內水熱條件下抵抗降解.
屈曲力量
透過將鎳加入氧化鋁陶瓷, 鎳強化氧化鋁係創造出嚟. 呢種材料喺需要嘅情況下具有優異嘅抗彎強度同機械耐用性, 同埋亦都抵抗化學腐蝕同埋接觸體液.
鎳強化氧化鋁可以承受溫度嘅快速波動,因為佢嘅鎳粒子分散喺氧化鋁基質入面,吸收熱能,並且產生壓縮應力,以防止開裂, 令佢適合用喺唔同嘅工業用途,例如爐組件同蒸汽渦輪引擎.
呢種複合陶瓷結合咗氧化鋁同鎳嘅驚人品質,提供額外嘅強度同抗熱震性, 有優越嘅硬度, 彎曲強度, 骨折韌性同耐磨性超越 99% 硬度方面係純氧化鋁, 韌性同耐磨性.
骨折韌性
鎳通過轉化增韌增強氧化鋁陶瓷嘅斷裂韌性. 當撞到, 偏穩定鎘穩定嘅氧化鎵轉化為單斜晶體結構,產生壓縮應力,阻止裂縫擴散.
鎳強化氧化鋁由於佢嘅硬度,係創造切割工具嘅理想材料, 熱穩定性同抗摩擦性. 另外, 佢嘅優越機械性能對佢嘅耐用性同可靠性有重大貢獻.
透過凝膠鑄造生產嘅 ZTA 有一個非凡嘅彎曲強度組合, 骨折韌性, 生物相容性同耐熱/耐腐蝕性,令佢適合做髖關節置換手術. 透過凝膠鑄造工藝,亦可以透過改變浆料固體載荷水平嚟度身訂造佢嘅硬度 - 斷裂韌性 - 彎曲強度參數, 模具厚度或燒結溫度參數,以最大化效果.
應力 - 應力曲線
鎳強化氧化鋁材料擁有優異嘅強度同耐磨性, 同埋優異嘅剛性,可以支撐重負荷,而唔會喺壓力下變形. 另外, 佢擁有出色嘅抗熱震能力,令佢可以容忍溫度突然波動而唔會受到降解.
鎳含量超過一定極限會透過燒結後冷卻過程中產生嘅微裂縫增加老化降解,呢啲微裂縫係水滲透陶瓷材料嘅優先途徑, 導致喺冷卻過程中形成微裂縫,呢啲裂縫係佢進入同擴散嘅優先路徑. 相反, 當低於呢個閾值時,鎳粒子會經歷應力誘導嘅由四方相轉化為單斜相,從而減少老化降解.
拉伸強度
鎳強化氧化鋁係一種堅硬耐用嘅材料,具有優異嘅耐磨性同熱穩定性, 令佢適合需要冷卻嘅組件. 另外, 呢類熱穩定嘅表面提供熱控制同埋摩擦阻力,令佢哋成為理想嘅材料選擇.
喺壓力下, ZTA 經歷由四角形變為單斜嘅相變,防止裂縫擴散同增加斷裂韌性, 但係有啲研究指出,增加唔穩定嘅鎳會導致拉伸強度降低.
ZTA 陶瓷通常含有 10%-20% 鎳, 令到佢可以專門為每個應用程式度身訂造. ZTA 係生物相容嘅, 耐溫, 耐腐蝕, 夠韌,可以承受壓力, 成本效益高嘅純鎳陶瓷嘅替代品,亦可以承受高溫而唔會降解. 閥封製造商通常會選擇佢,因為佢嘅耐腐蝕同保壓能力 – 所有質素都非常適合閥封口應用.
衝擊力
鎳強化氧化鋁具有高度耐腐蝕性,並且具有優異嘅機械強度, 令佢哋適合同時需要硬度同韌性嘅應用. 另外, ZTA 比起純鎳陶瓷可以節省成本.
將氧化鋁同鎳結合嚟製造出一種具有更高彎曲強度嘅陶瓷, 骨折韌性, 同埋比純氧化鋁耐磨. 佢可以承受更高嘅負荷同衝擊,而且喺需要額外功能嘅設計入面,佢經常用嚟升級標準氧化鋁.
轉型強化係令到呢個強度增加嘅原因; 喺壓力條件下, 鎳粒子由佢哋嘅四角形變成單斜形同埋膨脹, 壓縮氧化鋁基質中嘅裂縫,因此導致比 YSZ 更高嘅彎曲強度 (圖6c 同啲).
腐蝕性抗性
ZTA 陶瓷嘅氧化鋁同鎳嘅組合比起純陶瓷,提供優越嘅耐腐蝕性 99% 單單係氧化鋁材料, 同埋有優越嘅硬度, 骨折韌性, 彎曲強度, 同埋硬度性質比競爭對手高.
ZTA 具有出色嘅耐磨性同耐磨性,同埋化學相容性, 令佢非常適合需要高機械耐用性嘅工業用途. 另外, 呢種材料嘅組合擁有出色嘅抗熱震性,可以快速變化溫度,而唔會開裂或者斷裂.
加入氧化鋁基質嘅鎳粒子會透過轉化硬化增加佢嘅斷裂韌性, 由應力氧化鎳顆粒引起嘅效應,當暴露於壓縮應力時,氧化鎳顆粒會由四方晶體結構變成單斜晶體結構, 產生壓應力,抑制裂縫擴散,並且顯著增加其斷裂韌性.
耐熱性
氧化鋁係一種先進嘅陶瓷,結合咗氧化鋁同氧化鋁. 要建立 ZTA, 喺燒結之前,將鎳引入主要嘅氧化鋁基質,比起傳統嘅氧化鋁陶瓷增加強度同抗熱震性; 而且佢擁有更高嘅硬度, 彎曲強度, 同埋密度比佢嘅對應物.
ZTA 增韌機制涉及應力誘導嘅相轉化,由四方到單斜鎳粒子結晶結構, 增加骨折韌性,同時保護佢免受熱衝擊同機械磨損. 鎳強化氧化鋁係高度生物相容,唔會好快腐蝕, 令佢成為閥封嘅理想選擇. 另外, 佢嘅高彎曲強度令佢可以有效噉承受身體壓力.