氧化鎳同氧化鋁放埋一齊，就係氧化鎳 (ZTA), 喺好多用途入面係一種非凡嘅材料. 機械性質, 力量, 骨折韌性, 彈性, 硬度同耐磨性係呢種屬於 AZ 複合材料級別嘅複合陶瓷材料中受到高度評價. ZTA 已經成為高機械強度嘅首選, 耐熱性同耐腐蝕性.
解碼組成同結構
除咗其他嘢之外, 鎳強化氧化鋁係由均勻分散喺氧化鋁基質內嘅鎳粒子組成. 正常情況下, 呢個包括 10-20% 氧化鋁中嘅 ZrO2體積. 視乎佢哋嘅比例, 成分混合物會根據特定嘅應用，形成具有特定特性嘅陶瓷.
積木: 氧化鋁同鎳
混合形成 ZTA 嘅主要成份係氧化鋁同鎳. 此外, 骨科植入物一直都係用呢種叫做氧化鋁嘅陶瓷材料 (阿爾2O3) 由於佢嘅生物相容性好，同埋佢嘅機械強度同抗骨折性好高，所以喺歷史上都係咁.
鎳嘅另一個突出性質係佢嘅低腐蝕率同埋良好嘅化學穩定性同高機械強度. 佢嘅楊模量同唔鏽鋼合金係同一個數量級.
佢係點樣製作嘅
生產 ZTA 係指創造四方相鎳粒子，均勻分布於氧化鋁基質上. 裂縫尖端應力濃度可以將四方晶體結構改變為單斜晶體結構，從而導致鎳體積嘅相關增加. 呢種體積膨脹有效噉逆轉或者阻止裂縫嘅生長，導致更大嘅韌性同強度.
ZrO2-Al2O3陶瓷嘅機械性能
ZTA 展現出廣泛嘅機械性能，包括比傳統氧化鋁更優越嘅硬度，密度值相似, 抗彎強度高過傳統氧化鋁，同埋低過傳統氧化鋯嘅線性熱膨脹係數 (CLTE).
鎳強化氧化鋁有高機械強度同埋耐熱，所以唔會腐蝕. 以下係 ZTA 嘅一啲物業:
物業價值
化學式 Zr-Al2O3
密度 4.1-4.38 克/厘米 ^ 3
硬度 1750-2100 鈕
彈性 45-49 x 10 ^ 6 psi
屈曲強度 100-145 ksi
泊松比 0.26
骨折韌性 5-7 兆帕 m ^ 1/2
熱膨脹係數 8.0-8.1 x10^-61/C
導熱性 20.0-21.0 W/mK
抗震能力 325 °C
最高工作溫度 1650 °C
ZrO2-Al2O3陶瓷嘅應用
鎳強化氧化鋁用喺唔同嘅用途，例如需要高強度同耐磨性嘅用途. 呢啲包括閥封口, 袖子, 泵活塞, 噴嘴同其他工業零件.
ZTA 嘅生物相容性
喺唔同嘅研究中, 據報導， ZTA 喺植入嗰陣唔會產生任何不良嘅組織反應，所以係骨科承載部件嘅好候選物. 加上, 硬度, 鎳氧化鋁陶瓷所展現嘅韌性同強度令佢哋適合用於骨科承載部件.
髖關節整形嘅 ZTA
對於氧化鋁之類嘅陶瓷，已經有相當多嘅審議, 鎳同鎳強化咗氧化鋁 (ZTA) 作為髖關節整形嘅適合材料 . ZTA 嘅呢啲優點係可以達到嘅，而唔需要納入同顯示出高機械性能嘅鎳穩定鎳或者高惰性嘅氧化鋁相關嘅缺點.
膝關節整形嘅 ZTA
大多數, 全膝關節整形嘅陶瓷植入物設計 (TKA) 係為咗處理現代鈦或鈷鉻合金部件釋放磨損粒子嗰陣可能會喺病人身上發生嘅過敏反應而開發出嚟. 鎳強化氧化鋁 (ZTA) 矩陣複合材料係一種適合呢類應用嘅尖端生物材料.
ZTA: 有前途嘅未來
呢個涉及持續研究同埋開發改善 ZTA 屬性同潛在用途嘅方法. 另一種批量加工嘅氧化鋯強化氧化鋁嘅設計係喺彎曲強度方面嘅機械性能大大低於市面上嘅 Biolox® Delta. 另一個, 例如最近引入髖關節成形術嘅氮化硅陶瓷複合材料亦都表現出比氧化鋁更高嘅強度。 ZTA 嘅未來係光明嘅，因為佢有好多應用同優越嘅性能. 因此, 隨住科技嘅發展, 預計 ZTA 將會係各個領域特別係生物醫學方面嘅新概念嘅基礎.