Zirconia toughened alumina (ZTA) er en teknisk keramik, der kombinerer egenskaberne fra b\u00e5de aluminiumoxid og zirconia-keramik for at give mekanisk styrke og modstandsdygtighed over for termisk chok, hvilket g\u00f8r den velegnet til ortop\u00e6diske anvendelser som l\u00e5rbenshoveder og acetabul\u00e6re liners og industrielle som ventilt\u00e6tninger, b\u00f8sninger, pumpedele, sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer, motorkomponenter og ventilt\u00e6tninger. Det findes i ortop\u00e6diske anvendelser som l\u00e5rbenshoveder og acetabularforinger, mens industrielle anvendelser omfatter ventilt\u00e6tninger b\u00f8sninger ventilt\u00e6tninger b\u00f8sninger pumpedele sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer eller motorkomponenter.<\/p>\n
ZTA fremstilles gennem gelcasting ved hj\u00e6lp af pulveriseret aluminiumoxid og yttriumstabiliseret zirkoniumoxidpulver. Denne proces omfatter forberedelse af opsl\u00e6mning, st\u00f8bning, t\u00f8rring af opl\u00f8sningsmidler med b\u00e5de osmotiske og luftt\u00f8rringsprocesser, pyrolyse og sintring som de sidste trin.<\/p>\n
H\u00e6rdet aluminiumoxid er et ideelt materiale til anvendelser, der kr\u00e6ver b\u00e5de h\u00f8j styrke og sejhed, idet det fremstilles ved sp\u00e6ndingsinduceret omdannelse af fine tetragonale zirkoniumoxidpartikler til en aluminiumoxidmatrix. Denne proces giver en ensartet partikelst\u00f8rrelsesfordeling, som giver overlegne mekaniske egenskaber som h\u00e5rdhed, brudstyrke og sejhed - ud over at v\u00e6re kemisk og slidst\u00e6rk.<\/p>\n
Zirkonpartikler, der er spredt i en aluminiumoxidmatrix, forhindres generelt i at \u00e6ndre sig p\u00e5 grund af kemiske interaktioner mellem dem selv og aluminiumoxidpartikler, men kan aktiveres ved belastning for at gennemg\u00e5 transformation. Transformerede zirkonpartikler skaber tryksp\u00e6ndinger ved revnefronter, der forhindrer udbredelse; deres transformation resulterer i st\u00f8rre sejhed end traditionel aluminiumoxid.<\/p>\n
Claussen beskrev f\u00f8rste gang transformationsh\u00e5rdhed i 1976, og den er kendetegnet ved, at partikler interagerer med revnefronter for at afb\u00f8je dem, samtidig med at de skaber tryksp\u00e6ndinger foran revnespidserne og dermed \u00f8ger materialernes brudstyrke (Claussen 1976). Denne effekt \u00f8ger brudsejheden.<\/p>\n
ZTA kan fremstilles ved hj\u00e6lp af varm isostatisk presning og er velegnet til materialer til hofteproteselejer, idet det har vist sig at have en bedre overlevelse end keramiske femurhoveder fremstillet af yttriumstabiliseret zirconiumdioxid (Y-TZP) (figur 7.10). Desuden hj\u00e6lper det store indhold af aluminiumoxid og den h\u00f8jere densitet med at afb\u00f8de aldringsf\u00e6nomener, der ses i Y-TZP, og som for\u00e5rsager overdrevet t-m-transformation og mekanisk nedbrydning over tid (figur 7.11 og 7.12).<\/p>\n
ZTA er et fremragende materialevalg til medicinske implantater, der skal v\u00e6re modstandsdygtige over for korrosion og eksponering for kropsv\u00e6sker, som f.eks. dem, der bruges i operationsstuer og turbiner. Sammenlignet med traditionel aluminiumoxid har ZTA en overlegen modstandsdygtighed over for kemisk korrosion; det kan modst\u00e5 barske milj\u00f8er uden at blive nedbrudt eller svigte. Desuden har ZTA en enest\u00e5ende modstandsdygtighed over for termisk chok, hvilket betyder, at det kan t\u00e5le hurtige temperatur\u00e6ndringer som f.eks. ovnkomponenter og turbinemotorkomponenter uden at revne eller g\u00e5 i stykker under tryk.<\/p>\n
AZ-kompositter er ekstremt h\u00e5rde p\u00e5 grund af de h\u00e6rdede zirkoniumoxidpartikler, der er spredt i en aluminiumoxidmatrix. N\u00e5r partiklerne uds\u00e6ttes for stress, \u00e6ndrer de deres krystalstrukturer fra tetragonal til monoklin form og for\u00e5rsager volumenudvidelse og kompression, der hj\u00e6lper med at standse revnedannelse - denne egenskab, der kaldes transformationsh\u00e6rdning, g\u00f8r ZTA fra HMA Wear Solutions ideel til anvendelser, der kr\u00e6ver h\u00f8j styrke, sejhed og h\u00e5rdhed.<\/p>\n
Holdbarheden \u00f8ges yderligere, n\u00e5r de uds\u00e6ttes for termisk chok. Zirkoniumoxidpartikler spredt i en aluminiumoxidmatrix absorberer energi fra hurtige temperatur\u00e6ndringer og beskytter dem mod brud og revner p\u00e5 grund af stress for\u00e5rsaget af pludselige temperaturskift. Derfor kan keramik anvendes sikkert i udstyr, der uds\u00e6ttes for pludselige og intense temperatur\u00e6ndringer, f.eks. ovnkomponenter eller turbinemotordele, uden at risikere at g\u00e5 i stykker.<\/p>\n
H\u00e6rdet zirkoniumoxid er kendt for sin modstandsdygtighed over for korrosion. Det kan derfor bruges i udstyr, der kommer i kontakt med \u00e6tsende v\u00e6sker eller kemikalier som \u00e6tsende syrer og reng\u00f8ringsmidler. Desuden g\u00f8r dette materiales mekaniske slidstyrke det velegnet til medicinske implantater eller udstyr, der kommer i kontakt med kropsv\u00e6sker eller kemikalier som f.eks. reng\u00f8ringsmidler.<\/p>\n
P\u00e5 grund af sin holdbarhed og korrosionsbestandighed bruges zirkoniumdioxid-aluminiumoxid-kompositmaterialer (ZTA) p\u00e5 tv\u00e6rs af mange industrier. Producenter af sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer v\u00e6lger ofte ZTA's st\u00e6rke, men h\u00e5rde materialer, n\u00e5r de laver sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer; desuden er det blevet meget brugt til produktion af medicinsk udstyr som ortop\u00e6disk implantatudstyr som l\u00e5rbenshoveder og acetabul\u00e6re liners.<\/p>\n
ZTA-materialer, der bruges i medicinske applikationer, klarer sig godt p\u00e5 grund af deres h\u00f8jere brudstyrke - op til 20 gange st\u00f8rre end for aluminiumoxid alene - hvilket hj\u00e6lper med at mindske risikoen for sk\u00f8re fejl, der kan for\u00e5rsage negative helbredseffekter hos patienter.<\/p>\n
H\u00e6rdet zirkoniumoxid er et h\u00e5rdt, sk\u00f8rt materiale, der er designet til at modst\u00e5 h\u00f8je temperaturer og barske milj\u00f8er. Det modst\u00e5r korrosion og kemiske angreb og har mange anvendelsesmuligheder p\u00e5 tv\u00e6rs af industrier som rumfart, produktion og bilindustrien - samt overlegen mekanisk styrke, modstandsdygtighed over for termisk chok og lave slidhastigheder.<\/p>\n
ZTA-keramik adskiller sig fra traditionel keramik ved at best\u00e5 af b\u00e5de aluminiumoxid- og zirkoniumoxidkompositter, der fremstilles ved at blande disse materialer i suspension f\u00f8r sintring ved h\u00f8je temperaturer. Sintringen producerer fint spredte tetragonale zirkonpartikler i en aluminiumoxidmatrix; n\u00e5r revner bev\u00e6ger sig hen over denne matrix, udl\u00f8ser deres energi fasetransformationer, der producerer volumenudvidelse, som effektivt modvirker eventuelle sp\u00e6ndinger; dette f\u00e5r afb\u00f8jede brud til at dukke op flere steder i den, hvilket spreder brudenergien, mens den stadig spreder brudenergien helt ud.<\/p>\n
Sammens\u00e6tningen af dette materiale kan skr\u00e6ddersys til den p\u00e5t\u00e6nkte anvendelse, og forholdet mellem aluminiumoxid og zirconiumoxid kan justeres efter behov, s\u00e5 det passer til de unikke krav. For eksempel kan der tils\u00e6ttes mere zirkoniumoxid i formuleringen for at \u00f8ge tr\u00e6kstyrken, mens mere aluminiumoxid vil \u00f8ge modstanden mod hydrotermisk \u00e6ldning og korrosion.<\/p>\n
ZTA-96-produktlinjen blev udviklet til at tilbyde omkostningseffektive l\u00f8sninger til applikationer, der kr\u00e6ver slid, korrosion og stabilitet ved h\u00f8je temperaturer. Denne keramik f\u00e5s i et udvalg af former og st\u00f8rrelser med tilpassede tolerancer og finish, og den kan give p\u00e5lidelig ydeevne i kr\u00e6vende anvendelser.<\/p>\n
H\u00e6rdet zirkoniumoxid har l\u00e6nge v\u00e6ret anerkendt for sin modstandsdygtighed over for slid og korrosion samt sin fremragende kemiske stabilitet - begge egenskaber g\u00f8r det velegnet til medicinske anvendelser, hvor kropsv\u00e6sker eller kemikalier kommer i kontakt med det. Desuden anses zirconiumdioxid for at v\u00e6re en attraktiv kandidat til dentale og kirurgiske implantater p\u00e5 grund af dets overlegne biologiske kompatibilitetsegenskaber.<\/p>\n
Biolox Delta fra CeramTec i Plochingen, Tyskland, blev lanceret til kommercielt salg som et af de f\u00f8rste ZTA-materialer p\u00e5 markedet i 2000 som et implantaterstatningsmateriale til l\u00e5rbenshoveder og acetabul\u00e6re liners. Det best\u00e5r af en aluminiumoxidmatrix, der er forst\u00e6rket med zirkoniumoxid og strontiumaluminat, som giver mekanismer til afstumpning af revnespidser og h\u00e6rdning; sammen med kromoxid for at forhindre korrosion ved lave temperaturer; if\u00f8lge CeramTecs rapporter er der blevet implanteret over 320.000 l\u00e5rbenshoveder og 160.000 indsatser med denne restaurerende keramik.<\/p>\n
Zirkoniumdioxidkorn kombineret med en aluminiumoxidmatrix giver et materiale med enest\u00e5ende modstandsdygtighed over for termisk chok, hvilket g\u00f8r det perfekt til anvendelser, der involverer ekstreme temperaturer. Desuden har aluminiumoxid-zirkoniumoxid-kompositter en tendens til at overg\u00e5 ren aluminiumoxid med hensyn til holdbarhed, selv under langvarig sandbl\u00e6sningseksponering.<\/p>\n
ZTA har en h\u00f8j brudstyrke, hvilket g\u00f8r det til et ideelt materialevalg i applikationer, hvor man ikke \u00f8nsker sk\u00f8re materialer. For at opn\u00e5 maksimal styrke og sejhed skal aluminiumoxid-zirkoniumoxid-kompositter dog sintres og komprimeres korrekt; for lav temperatur kan resultere i punktdefekter og reduceret b\u00f8jningsstyrke - derfor b\u00f8r der anvendes 1550 grader for at sikre optimal fusion og partikelst\u00f8rrelsesfordeling.<\/p>\n
Aluminiumoxid-zirkoniumoxid-kompositter giver fremragende slidstyrke i sk\u00e6rev\u00e6rkt\u00f8jer og andre slibende komponenter og har lav friktion, hvilket giver ekstra kemisk inerti og lavere omkostninger sammenlignet med lignende materialer, der bruges til ortop\u00e6diske implantater. Kombinationen af egenskaber g\u00f8r disse kompositter meget eftertragtede i medicinske anvendelser.<\/p>\n
Ved at belaste aluminiumoxid-zirkoniumoxid-kompositter underg\u00e5r metastabil tetragonal zirkoniumoxid en transformation til monoklin zirkoniumoxid og for\u00e5rsager volumenudvidelse af zirkoniumoxidkrystaller, hvilket skubber revnespidserne tilbage og forbedrer sejheden - denne effekt er kendt som sp\u00e6ndingsinduceret transformationsh\u00e5rdhed.<\/p>\n
H\u00e6rdet zirkoniumoxid er kendt for at v\u00e6re st\u00e6rkt og holdbart, samtidig med at det er elektrisk isolerende - det g\u00f8r det til et fantastisk materialevalg til komponenter, der kr\u00e6ver b\u00e5de mekanisk og elektrisk isolering, f.eks. muffer.<\/p>\n
Aluminiumoxid-zirkoniumoxid-kompositter fremstillet med Yttria-stabiliseret zirkoniumoxid (8YSZ) har vist sig at v\u00e6re bedre end dem, der er fremstillet med ustabiliseret aluminiumoxid, til en lige s\u00e5 konkurrencedygtig pris. Ideelle anvendelser omfatter applikationer, hvor b\u00e5de slidstyrke og gode elektriske isoleringsegenskaber er afg\u00f8rende - temperaturer p\u00e5 op til 1500 grader er inden for dens kapacitet!<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zirconia toughened alumina (ZTA) is an engineered ceramic that combines the properties of both alumina and zirconia ceramics to provide […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[],"class_list":["post-131","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-product-related"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions\/132"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/da\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}