適用於高級應用的氧化鋯增韌氧化鋁

ZTA是一種氧化鋁-氧化鋯複合材料, 具有卓越的強度和韌性. 透過氧化鋁基體中細四方氧化鋯顆粒的應力誘導轉變而產生.

氧化鋯陶瓷是卓越的技術材料, 擁有優異的硬度, 熱穩定性, 許多其他陶瓷無法達到的耐磨性和工作環境. 金屬和塑膠根本無法相比. 此外, 氧化鋯陶瓷還具有用於製造工具的出色硬度.

力量

ZTA 以其卓越的強度和韌性在陶瓷材料中脫穎而出, 耐磨性, 化學惰性, 低摩擦係數, 與大多數其他材料相比，具有高硬度/剛度比和相對較低的熱膨脹係數 – 使其成為切削工具等應用的理想材料. 此外, 其生物相容性也使 ZTA 成為有吸引力的材料選擇.

ZTA 的定義是四方氧化鋯顆粒在氧化鋁基體內的高度均勻分佈. 這是透過使用複雜的混合技術（例如球磨和高能量研磨）來實現的; 一旦混合在一起，粉末就可以透過乾壓成型為預期的成分, 等靜壓, 注塑或擠出技術.

分散在整個氧化鋁基體中的氧化鋯透過吸收和耗散裂紋能量來提高斷裂韌性, 稱為相變增韌. 氧化鋯還可以透過產生壓應力來防止裂紋擴展，從而有助於提高耐磨性 – 稱為自銳 – 讓 ZTA 成為砂輪的絕佳材料選擇.

韌性

氧化鋯增韌氧化鋁 (ZTA) 陶瓷擁有令人印象深刻的強度和斷裂韌性, 使它們非常適合在各種應用程式和環境中使用. 這種非凡的彈性來自於應力誘導的細小相變, 均勻分散的四方氧化鋯顆粒分散在氧化鋁基體中; 應力引起相變，產生氧化鋯-氧化鋁的微裂紋網絡，吸收裂紋擴展的能量，有效延遲其擴展，同時提高斷裂抗力 (克勞森 1976).

ZTA 因其出色的耐熱衝擊性而脫穎而出. 由於其獨特的四方-單斜相組成組合, 這種陶瓷可以承受溫度的快速變化而不會破裂或破裂, 而應力誘導的氧化鋯轉變為亞穩態四方晶系會產生壓應力，從而抵消其氧化鋁基體中裂紋的形成，並顯著提高韌性，從而進一步提高 ZTA 的性能.

ZTA不僅擁有雄厚的實力, 四方單斜結構與高斷裂韌性, 而且熱膨脹係數低 (熱膨脹係數), 使其適用於需要極端溫度或尺寸穩定性至關重要的環境的應用, 例如精密元件或電子封裝.

ZTA 因其兼具耐化學性而在醫療植入材料中脫穎而出, 水或體液中的機械性質和應力輔助耐腐蝕性, 使其成為矯形股骨頭和髖臼襯墊等醫療植入物的主要候選者. BioLOX Delta 生物材料就是這樣的一個例子; 在骨科手術中廣泛用於這兩種應用.

耐腐蝕

ZTA 兼具氧化鋁和氧化鋯的優異性能, 使其具有高度的耐化學侵蝕性和耐磨性, 使其非常適合涉及易腐蝕環境或重複摩擦或機械應力的應用.

氧化鋁的硬度與氧化鋯的韌性相結合，具有出色的摩擦學性能，使重型和長期使用的部件具有出色的耐磨性, 例如骨科植入物, 流體管理中使用的切削工具和耐磨部件 (螺紋導軌, 軸承, 噴嘴等). 這種組合特別適用於醫療和工業環境，例如骨科植入物, 切削工具或流體管理 (螺紋導軌、軸承、噴嘴等).

ZTA 增強的斷裂韌性可歸因於其氧化鋁基體中精細分佈的氧化鋯顆粒. 當裂痕開始擴展時, 當它們的能量增加並進一步傳播時, 作為相變增韌機制的一部分，這些四方氧化鋯顆粒會發生相變以吸收和消散它 – 從而提高該材料的斷裂韌性.

製造 ZTA 陶瓷的成功在於使用不含雜質的優質氧化鋯和氧化鋁粉末. 必須控制燒結以避免冷卻過程中自發的四方到單斜氧化鋯的轉變，並最大限度地減少亞穩態單斜相的形成，亞穩態單斜相容易與水分子發生化學吸附，導致長期使用時低溫降解; 聖戈班 ZirPro 的 ZTA 陶瓷燒結過程是專門為避免此類不良現象而創建的. 幸運的是，聖戈班 ZirPro 陶瓷的 ZTA 陶瓷是專門為防止此類現象發生而設計的 –

熱穩定性

氧化鋯增韌氧化鋁 (ZTA) 可以承受溫度的快速變化而不會破裂或破裂, 由於分散在氧化鋁基質中的氧化鋯顆粒吸收熱能並產生壓應力，從而防止破裂和失效. 因為 ZTA 能夠如此有效地吸收熱能, 這種材料是需要耐高溫的應用的絕佳選擇.

在氧化鋁基體中添加氧化鋯可以提高斷裂韌性，同時提高強度和耐磨性等機械性能. ZTA 斷裂韌性的增加歸因於環境溫度下應力誘導的從亞穩四方相到單斜相的轉變; 氧化鋯晶粒尺寸比氧化鋁更小，從而放大了這一效應.

穩定劑經常用於保存 ZTA 材料（例如 Biolox Delta）中的四方氧化鋯相; 然而, 在顆粒分佈和斷裂韌性方面無需穩定劑即可獲得類似的結果.

氧化鋁和氧化鋯的組合創造了一種強度優異的高級陶瓷, 斷裂韌性, 彈性和硬度 – 對於需要結構性能和耐腐蝕性的應用至關重要的特性. ZTA 陶瓷往往表現出色 99% 氧化鋁陶瓷具有成本效益，同時更有效地滿足特定應用需求; 他們的比例甚至可以專門定制.