Zirconia toughened alumina (ZTA) er en teknisk keramikk som kombinerer egenskapene til b\u00e5de alumina- og zirkoniakeramikk for \u00e5 gi mekanisk styrke og motstand mot termisk sjokk, noe som gj\u00f8r den egnet for ortopediske bruksomr\u00e5der som femurhoder og acetabularforinger, og industrielle bruksomr\u00e5der som ventiltetninger, gjennomf\u00f8ringer, pumpedeler, skj\u00e6reverkt\u00f8y, motorkomponenter og ventiltetninger. Det kan brukes i ortopediske bruksomr\u00e5der som l\u00e5rbenshoder og acetabularforinger, mens industrielle bruksomr\u00e5der omfatter ventiltetninger, gjennomf\u00f8ringer, pumpedeler, skj\u00e6reverkt\u00f8y, skj\u00e6reverkt\u00f8y eller motorkomponenter.<\/p>\n
ZTA produseres ved hjelp av gelst\u00f8ping av pulverisert aluminiumoksid og yttriumstabilisert zirkoniumoksidpulver. Denne prosessen omfatter klargj\u00f8ring av slurry, st\u00f8ping, l\u00f8semiddelt\u00f8rking med b\u00e5de osmotisk t\u00f8rking og luftt\u00f8rking, pyrolyse og sintring som siste trinn.<\/p>\n
Zirkoniaherdet aluminiumoksid er et ideelt materiale for bruksomr\u00e5der som krever b\u00e5de h\u00f8y styrke og seighet. Det produseres gjennom spenningsindusert transformasjon av fine tetragonale zirkoniumoksidpartikler inn i en aluminiumoksidmatrise. Denne prosessen gir en jevn partikkelst\u00f8rrelsesfordeling som gir overlegne mekaniske egenskaper som hardhet, bruddstyrke og seighet - i tillegg til at materialet er kjemisk motstandsdyktig og slitesterkt.<\/p>\n
Zirkoniumoksidpartikler som er dispergert i en aluminiumoksidmatrise, er vanligvis forhindret fra \u00e5 endre seg p\u00e5 grunn av kjemiske interaksjoner mellom seg selv og aluminiumoksidpartiklene, men kan aktiveres ved p\u00e5kjenning slik at de gjennomg\u00e5r transformasjon. Omdannede zirkoniumdioksidpartikler skaper trykkspenninger ved sprekkfronter som hindrer sprekkutbredelse, og omdannelsen resulterer i st\u00f8rre seighet enn tradisjonell aluminiumoksid.<\/p>\n
Claussen beskrev transformasjonsherding for f\u00f8rste gang i 1976, og den kjennetegnes ved at partikler interagerer med sprekkfronter for \u00e5 avb\u00f8ye dem, samtidig som de skaper trykkspenninger i forkant av sprekkspissene, og dermed \u00f8ker materialets bruddseighet (Claussen 1976). Denne effekten \u00f8ker bruddseigheten.<\/p>\n
ZTA kan produseres ved hjelp av varm isostatisk pressing og egner seg godt til hofteproteselager, og har vist seg \u00e5 ha bedre overlevelsesevne enn keramiske femurhoder laget av yttria-stabilisert zirkonia (Y-TZP) (figur 7.10). I tillegg bidrar det h\u00f8ye innholdet av aluminiumoksid og den h\u00f8yere tettheten til \u00e5 motvirke aldringsfenomener som man ser i Y-TZP, og som f\u00f8rer til overdrevet t-m-transformasjon og mekanisk nedbrytning over tid (figur 7.11 og 7.12).<\/p>\n
ZTA er et utmerket materialvalg for medisinske implantater som m\u00e5 v\u00e6re motstandsdyktige mot korrosjon og eksponering for kroppsv\u00e6sker, for eksempel de som brukes i operasjonssaler og turbinmotorer. Sammenlignet med tradisjonell aluminiumoksid har ZTA overlegen motstand mot kjemisk korrosjon, og t\u00e5ler t\u00f8ffe milj\u00f8er uten \u00e5 brytes ned eller svikte. ZTA har dessuten eksepsjonell motstand mot termisk sjokk, noe som betyr at det t\u00e5ler raske temperaturendringer, for eksempel i ovnskomponenter og turbinmotorkomponenter, uten \u00e5 sprekke eller g\u00e5 i stykker under trykk.<\/p>\n
AZ-kompositter er ekstremt seige p\u00e5 grunn av de herdede zirkoniumoksidpartiklene som er dispergert i en aluminiumoksidmatrise. N\u00e5r partiklene utsettes for p\u00e5kjenninger, endrer de krystallstrukturen fra tetragonal til monoklin form, noe som f\u00f8rer til volumutvidelse og kompresjon som bidrar til \u00e5 stoppe sprekkdannelser - denne egenskapen kalles transformasjonsherding og gj\u00f8r ZTA fra HMA Wear Solutions ideell for bruksomr\u00e5der som krever h\u00f8y styrke, seighet og hardhet.<\/p>\n
Holdbarheten \u00f8ker ytterligere n\u00e5r de utsettes for termisk sjokk. Zirkoniumoksidpartikler som er spredt i en aluminiumoksidmatrise, absorberer energi fra raske temperaturendringer og beskytter dem mot brudd og sprekkdannelser som f\u00f8lge av stress for\u00e5rsaket av br\u00e5 temperaturendringer. Dermed kan keramikk trygt brukes i utstyr som utsettes for plutselige og intense temperaturendringer, for eksempel ovnskomponenter eller turbinmotordeler, uten \u00e5 risikere \u00e5 svikte.<\/p>\n
Herdet aluminiumoksid er kjent for sin korrosjonsbestandighet. Det kan derfor brukes i utstyr som kommer i kontakt med korrosive v\u00e6sker eller kjemikalier som etsesyrer og rengj\u00f8ringsmidler. Materialets mekaniske slitestyrke gj\u00f8r det dessuten egnet for medisinske implantater eller utstyr som kommer i kontakt med kroppsv\u00e6sker eller kjemikalier som rengj\u00f8ringsmidler.<\/p>\n
P\u00e5 grunn av sin holdbarhet og korrosjonsbestandighet brukes zirkonia-aluminiumoksid-komposittmaterialer (ZTA) i en rekke bransjer. Produsenter av skj\u00e6reverkt\u00f8y velger ofte ZTAs sterke, men t\u00f8ffe materialer n\u00e5r de lager skj\u00e6reverkt\u00f8y. I tillegg har det blitt mye brukt til produksjon av medisinsk utstyr, som ortopediske implantater som l\u00e5rhoder og acetabularforinger.<\/p>\n
ZTA-materialer som brukes i medisinske applikasjoner, st\u00e5r seg godt p\u00e5 grunn av sin h\u00f8yere bruddseighet - opptil 20 ganger st\u00f8rre enn for aluminiumoksid alene - noe som bidrar til \u00e5 redusere risikoen for spr\u00f8brudd som kan for\u00e5rsake u\u00f8nskede helseeffekter hos pasienter.<\/p>\n
Herdet aluminiumoksid er et hardt og spr\u00f8tt materiale som er utviklet for \u00e5 t\u00e5le h\u00f8ye temperaturer og t\u00f8ffe milj\u00f8er. Det motst\u00e5r korrosjon og kjemiske angrep og har en rekke bruksomr\u00e5der i bransjer som romfart, produksjon og bilindustri - i tillegg til overlegen mekanisk styrke, motstand mot termisk sjokk og lav slitasje.<\/p>\n
ZTA-keramikk skiller seg fra tradisjonell keramikk ved at den best\u00e5r av b\u00e5de aluminiumoksid- og zirkoniumoksidkompositter, som fremstilles ved \u00e5 blande disse materialene i suspensjon f\u00f8r sintring ved h\u00f8ye temperaturer. Sintringen gir finfordelte tetragonale zirkoniumoksidpartikler i en aluminiumoksidmatrise. N\u00e5r sprekker beveger seg gjennom matrisen, utl\u00f8ser energien fra sprekkene fasetransformasjoner som gir volumutvidelse som effektivt motvirker eventuelle spenninger. Dette f\u00f8rer til at avb\u00f8yde brudd oppst\u00e5r p\u00e5 flere steder i matrisen, noe som sprer sprekkenergien samtidig som sprekkenergien forsvinner.<\/p>\n
Sammensetningen av dette materialet kan skreddersys i henhold til bruksomr\u00e5det, og forholdet mellom aluminiumoksid og zirkoniumoksid kan justeres etter behov for \u00e5 passe til de unike kravene. For eksempel kan man tilsette mer zirkoniumoksid for \u00e5 \u00f8ke strekkfastheten, mens mer aluminiumoksid vil \u00f8ke motstanden mot hydrotermisk aldring og korrosjon.<\/p>\n
ZTA-96-produktserien er utviklet for \u00e5 tilby kostnadseffektive l\u00f8sninger for bruksomr\u00e5der som krever slitasje-, korrosjons- og h\u00f8ytemperaturstabilitet. Denne keramikken er tilgjengelig i et utvalg av former og st\u00f8rrelser med tilpassede toleranser og overflatebehandlinger, og gir p\u00e5litelig ytelse i krevende bruksomr\u00e5der.<\/p>\n
Zirkoniumoksid har lenge v\u00e6rt anerkjent for sin motstand mot slitasje og korrosjon, samt sin utmerkede kjemiske stabilitet - begge egenskaper som gj\u00f8r det godt egnet for medisinske bruksomr\u00e5der der kroppsv\u00e6sker eller kjemikalier kommer i kontakt med det. Zirkonia anses dessuten som en attraktiv kandidat for tannimplantater og kirurgiske implantater p\u00e5 grunn av sine overlegne biologiske kompatibilitetsegenskaper.<\/p>\n
Biolox Delta fra CeramTec i Plochingen, Tyskland, ble lansert for kommersielt salg i 2000 som et av de f\u00f8rste ZTA-materialene som var kommersielt tilgjengelig som implantaterstatningsmateriale for femurhoder og acetabularforinger. Biolox Delta best\u00e5r av en aluminiumoksidmatrise forsterket med zirkoniumoksid og strontiumaluminat, som gir mekanismer for avbl\u00f8dning og herding av sprekkspisser, samt kromoksid for \u00e5 forhindre korrosjon ved lave temperaturer. If\u00f8lge CeramTecs rapporter er det blitt implantert over 320 000 l\u00e5rbenshoder og 160 000 innlegg med denne keramikken.<\/p>\n
Zirkoniumoksidkorn kombinert med en aluminiumoksidmatrise gir et materiale med eksepsjonell motstand mot termisk sjokk, noe som gj\u00f8r det perfekt for bruksomr\u00e5der som involverer ekstreme temperaturer. Alumina-zirkonia-kompositter har dessuten en tendens til \u00e5 overg\u00e5 ren alumina n\u00e5r det gjelder holdbarhet, selv under langvarig sandbl\u00e5sing.<\/p>\n
ZTA har h\u00f8y bruddseighet, noe som gj\u00f8r det til et ideelt materialvalg i bruksomr\u00e5der der man ikke \u00f8nsker spr\u00f8 materialer. For \u00e5 oppn\u00e5 maksimal styrke og seighet m\u00e5 alumina-zirkoniumoksidkompositter imidlertid sintres og komprimeres p\u00e5 riktig m\u00e5te. For lav temperatur kan f\u00f8re til punktdefekter og redusert b\u00f8yestyrke - derfor b\u00f8r 1550 grader C brukes for \u00e5 sikre optimal sammensmelting og partikkelst\u00f8rrelsesfordeling.<\/p>\n
Alumina-zirkonia-kompositter gir utmerket slitestyrke i skj\u00e6reverkt\u00f8y og andre slipende komponenter, og har lav friksjon, noe som gir \u00f8kt kjemisk inertitet og lavere kostnader sammenlignet med lignende materialer som brukes til ortopediske implantater. Kombinasjonen av disse egenskapene gj\u00f8r disse komposittene sv\u00e6rt ettertraktede i medisinske applikasjoner.<\/p>\n
Spenningsbelastning av aluminiumoksid-zirkoniumoksid-kompositter f\u00f8rer til at metastabil tetragonal zirkoniumoksid omdannes til monoklin zirkoniumoksid og for\u00e5rsaker volumutvidelse av zirkoniumoksidkrystallene, noe som skyver tilbake sprekkspisser og forbedrer seigheten - denne effekten er kjent som spenningsindusert transformasjonsherding.<\/p>\n
Zirkoniaherdet aluminiumoksid er kjent for \u00e5 v\u00e6re sterkt og slitesterkt, samtidig som det er elektrisk isolerende - dette gj\u00f8r det til et fantastisk materialvalg for komponenter som krever b\u00e5de mekanisk og elektrisk isolasjon, som for eksempel hylser.<\/p>\n
Aluminiumoksid-zirkoniumoksid-kompositter laget med Yttria-stabilisert zirkoniumoksid (8YSZ) har vist seg \u00e5 v\u00e6re bedre enn kompositter laget med ustabilisert aluminiumoksid, til en like konkurransedyktig pris. Ideelle bruksomr\u00e5der inkluderer applikasjoner der b\u00e5de slitestyrke og gode elektriske isolasjonsegenskaper er avgj\u00f8rende - temperaturer p\u00e5 opptil 1500 grader Celsius er innenfor kapasiteten!<\/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\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions\/132"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}