Trdni cirkonijev aluminijev oksid (ZTA) je umetna keramika, ki zdru\u017euje lastnosti aluminijevega oksida in cirkonijeve keramike ter zagotavlja mehansko trdnost in odpornost na toplotne udarce, zato je primerna za ortopedske aplikacije, kot so femoralne glave in acetabularni vlo\u017eki, ter za industrijske aplikacije, kot so tesnila ventilov, pu\u0161e, deli \u010drpalk, rezalna orodja, komponente motorjev in tesnila ventilov. Najdemo ga v ortopedskih aplikacijah, kot so femoralne glave in acetabularne obloge, industrijske aplikacije pa vklju\u010dujejo tesnila ventilov pu\u0161e tesnila ventilov pu\u0161e deli \u010drpalk rezalna orodja rezalna orodja ali komponente motorjev.<\/p>\n
ZTA se proizvaja z gelcastingom z uporabo aluminijevega oksida v prahu in itrijevega stabiliziranega cirkonija v prahu. Ta postopek vklju\u010duje pripravo suspenzije, oblikovanje, su\u0161enje s topilom z osmotskim in zra\u010dnim su\u0161enjem, pirolizo in sintranje kot kon\u010dne korake.<\/p>\n
Zirkonijev kaljeni aluminijev oksid je idealen material za aplikacije, ki zahtevajo tako visoko trdnost kot \u017eilavost, saj nastane s stresno inducirano transformacijo drobnih tetragonalnih delcev cirkonija v matriko iz aluminijevega oksida. S tem postopkom se dose\u017ee enakomerna porazdelitev velikosti delcev, ki zagotavlja vrhunske mehanske lastnosti, kot so trdota, \u017eilavost ob zlomu in \u017eilavost, poleg tega pa zagotavlja tudi odpornost proti kemikalijam in obrabi.<\/p>\n
Delci cirkonija, razpr\u0161eni v matrici iz aluminijevega oksida, se zaradi kemi\u010dnih interakcij med njimi in delci aluminijevega oksida na splo\u0161no ne spreminjajo, vendar se lahko ob obremenitvi aktivirajo in se preoblikujejo. Preoblikovani delci cirkonija ustvarijo tla\u010dne napetosti na frontah razpok, ki prepre\u010dujejo \u0161irjenje; njihova transformacija povzro\u010di ve\u010djo \u017eilavost kot tradicionalni aluminijev oksid.<\/p>\n
Claussen je leta 1976 prvi\u010d opisal transformacijsko kaljenje, za katerega je zna\u010dilno, da delci v interakciji s \u010delo razpoke le-to odklanjajo in hkrati ustvarjajo tla\u010dne napetosti pred konicami razpoke, s \u010dimer se pove\u010da lomna \u017eilavost materialov (Claussen 1976). Ta u\u010dinek pove\u010da lomno \u017eilavost.<\/p>\n
ZTA se lahko proizvaja z vro\u010dim izostati\u010dnim stiskanjem in je zelo primeren za materiale za le\u017eajni par kol\u010dne proteze, saj je v primerjavi s kerami\u010dnimi femoralnimi glavami iz itrijevega stabiliziranega cirkonija (Y-TZP) pokazal bolj\u0161o obstojnost (slika 7.10). Poleg tega velika vsebnost aluminijevega oksida in ve\u010dja gostota pomagata ubla\u017eiti pojave staranja, ki se pojavljajo pri Y-TZP in s\u010dasoma povzro\u010dijo pretirano preoblikovanje t-m in mehansko degradacijo (sliki 7.11 in 7.12).<\/p>\n
ZTA je odli\u010den material za medicinske vsadke, ki morajo biti odporni proti koroziji in izpostavljenosti telesnim teko\u010dinam, kot so tisti, ki se uporabljajo v operacijskih sobah in turbinskih motorjih. V primerjavi s tradicionalnim aluminijevim oksidom je ZTA izjemno odporen proti kemi\u010dni koroziji; vzdr\u017ei te\u017eka okolja, ne da bi se razgradil ali po\u0161kodoval. Poleg tega se ZTA pona\u0161a z izjemno odpornostjo proti termi\u010dnim \u0161okom, kar pomeni, da lahko prenese hitre temperaturne spremembe, kot so sestavni deli pe\u010di in turbinskih motorjev, ne da bi pod pritiskom razpokal ali se zlomil.<\/p>\n
Kompoziti AZ so izredno \u017eilavi zaradi kaljenih delcev cirkonija, razpr\u0161enih v matrici iz aluminijevega oksida. Ko so delci izpostavljeni obremenitvam, spremenijo svojo kristalno strukturo iz tetragonalne v monoklinsko obliko, kar povzro\u010di prostorninsko \u0161irjenje in stiskanje, ki pomaga ustaviti \u0161irjenje razpok - zaradi te lastnosti, znane kot transformacijsko kaljenje, je ZTA iz HMA Wear Solutions idealen za aplikacije, ki zahtevajo visoko trdnost, \u017eilavost in trdoto.<\/p>\n
Trajnost se \u0161e pove\u010da, \u010de je izpostavljen toplotnemu \u0161oku. Delci cirkonija, razpr\u0161eni po matrici iz aluminijevega oksida, absorbirajo energijo hitrih temperaturnih sprememb in jih \u0161\u010ditijo pred lomom in razpokami zaradi napetosti, ki jih povzro\u010dajo nenadne temperaturne spremembe. Keramika se tako lahko varno uporablja v opremi, ki je izpostavljena nenadnim in intenzivnim temperaturnim spremembam, kot so sestavni deli pe\u010di ali deli turbinskih motorjev, ne da bi pri tem tvegali okvaro.<\/p>\n
Cirkonijev kaljeni aluminijev oksid je znan po svoji odpornosti proti koroziji. Zato se lahko uporablja v delih opreme, ki pridejo v stik s korozivnimi teko\u010dinami ali kemikalijami, kot so kisline za jedkanje in \u010distila. Poleg tega je ta material zaradi svoje mehanske odpornosti proti obrabi primeren za medicinske vsadke ali naprave, ki prihajajo v stik s telesnimi teko\u010dinami ali kemikalijami, kot so \u010distilne raztopine.<\/p>\n
Zaradi svoje trajnosti in odpornosti proti koroziji se kompozitni materiali iz cirkonija in aluminijevega oksida (ZTA) uporabljajo v \u0161tevilnih panogah. Proizvajalci rezalnih orodij se pri izdelavi rezalnih orodij pogosto odlo\u010dajo za mo\u010dne, a trpe\u017ene materiale iz ZTA; poleg tega se pogosto uporablja za proizvodnjo medicinske opreme, kot so ortopedski vsadki, na primer femoralne glave in acetabularne obloge.<\/p>\n
Materiali ZTA, ki se uporabljajo v medicinskih aplikacijah, se dobro obnesejo zaradi ve\u010dje lomne \u017eilavosti - do 20-krat ve\u010dje od \u017eilavosti samega aluminijevega oksida -, kar pomaga zmanj\u0161ati tveganje za krhko odpoved, ki bi lahko povzro\u010dila \u0161kodljive u\u010dinke na zdravje pacientov.<\/p>\n
Cirkonijev kaljeni aluminijev oksid je trd, krhek material, ki je zasnovan tako, da vzdr\u017ei visoke temperature in ostra okolja. Odporen je na korozijo in kemi\u010dne napade ter ima \u0161tevilne mo\u017enosti uporabe v panogah, kot so letalska, proizvodna in avtomobilska industrija, ter vrhunsko mehansko trdnost, odpornost na toplotne udarce in nizko stopnjo obrabe.<\/p>\n
Keramika ZTA se od obi\u010dajne keramike razlikuje po tem, da je sestavljena iz kompozitov aluminijevega in cirkonijevega oksida, ki se proizvajajo z me\u0161anjem teh materialov v suspenziji pred sintranjem pri povi\u0161anih temperaturah. Pri sintranju nastanejo drobno razpr\u0161eni delci cirkonija tetragonalne faze v matrici iz aluminijevega oksida; ko razpoke napredujejo po tej matrici, njihova energija spro\u017ei fazne transformacije, ki povzro\u010dijo prostorninsko raztezanje, ki u\u010dinkovito prepre\u010duje vse prisotne napetosti; to povzro\u010di nastanek odklonjenih lomov na ve\u010d mestih znotraj matrice, kar razpr\u0161i lomno energijo in hkrati razpr\u0161i lomno energijo v celoti.<\/p>\n
Sestavo tega materiala je mogo\u010de prilagoditi glede na predvideno uporabo, pri \u010demer se razmerje med aluminijevim in cirkonijevim dioksidom po potrebi prilagodi edinstvenim zahtevam. Na primer, za pove\u010danje natezne trdnosti se lahko v sestavo doda ve\u010d cirkonija, medtem ko bi ve\u010d aluminijevega oksida pove\u010dalo odpornost proti hidrotermi\u010dnemu staranju in koroziji.<\/p>\n
Linija izdelkov ZTA-96 je bila razvita za zagotavljanje stro\u0161kovno u\u010dinkovitih re\u0161itev za aplikacije, ki zahtevajo obrabno, korozijsko in visokotemperaturno stabilnost. Ta keramika je na voljo v razli\u010dnih oblikah in velikostih s prilagojenimi tolerancami in zaklju\u010dki, zato lahko zagotavlja zanesljivo delovanje v zahtevnih aplikacijah.<\/p>\n
cirkonijev kaljeni aluminijev oksid je \u017ee dolgo znan po svoji odpornosti proti obrabi in koroziji ter odli\u010dni kemijski stabilnosti - zaradi obeh lastnosti je primeren za uporabo v medicini, kjer prihaja v stik s telesnimi teko\u010dinami ali kemikalijami. Poleg tega velja cirkonij zaradi svojih odli\u010dnih lastnosti biolo\u0161ke zdru\u017eljivosti za privla\u010dnega kandidata za zobne in kirur\u0161ke vsadke.<\/p>\n
Biolox Delta podjetja CeramTec iz Plochingena v Nem\u010diji je bil leta 2000 uveden v komercialno prodajo kot eden prvih komercialno dostopnih materialov ZTA kot nadomestni material za vsadke za femoralne glave in acetabularne vlo\u017eke. Sestavljen je iz matrice aluminijevega oksida, oja\u010dane s cirkonijem in stroncijevim aluminatom, ki zagotavljata mehanizme za bla\u017eenje razpok in kaljenje, ter kromovega oksida za prepre\u010devanje korozije pri nizkih temperaturah; po poro\u010dilih podjetja CeramTec je bilo s to obnovitveno keramiko implantiranih ve\u010d kot 320 000 femoralnih glavic in 160 000 vlo\u017ekov.<\/p>\n
Zirkonijeva zrna v kombinaciji z matriko iz aluminijevega oksida tvorijo material z izjemno odpornostjo na toplotne udarce, zato je idealen za uporabo pri ekstremnih temperaturah. Poleg tega so kompoziti aluminijevega in cirkonijevega oksida po vzdr\u017eljivosti bolj\u0161i od \u010distega aluminijevega oksida tudi pri dolgotrajni izpostavljenosti peskanju.<\/p>\n
ZTA ima visoko lomno \u017eilavost, zato je idealen material za aplikacije, kjer krhki materiali niso za\u017eeleni. Vendar pa je treba za najve\u010djo trdnost in \u017eilavost kompozite iz aluminijevega cirkonija pravilno sintrati in zgo\u0161\u010dati; prenizka temperatura lahko povzro\u010di to\u010dkovne napake in zmanj\u0161ano upogibno trdnost - zato je treba uporabiti temperaturo 1550 stopinj Celzija, da se zagotovita optimalno spajanje in porazdelitev velikosti delcev.<\/p>\n
Kompoziti aluminijevega in cirkonijevega oksida zagotavljajo odli\u010dno odpornost proti obrabi v rezalnih orodjih in drugih abrazivnih sestavnih delih ter imajo nizko trenje, kar zagotavlja dodatno kemi\u010dno inertnost in ni\u017eje stro\u0161ke v primerjavi s podobnimi materiali, ki se uporabljajo za ortopedske vsadke. Zaradi kombinacije lastnosti so ti kompoziti zelo za\u017eeleni v medicinskih aplikacijah.<\/p>\n
Napenjanje kompozitov iz aluminijevega oksida in cirkonija povzro\u010di, da se metastabilni tetragonalni cirkonij preoblikuje v monoklinski cirkonij in povzro\u010di prostorninsko raz\u0161iritev kristalov cirkonija, kar potisne nazaj konice razpok in izbolj\u0161a \u017eilavost - ta u\u010dinek je znan kot s stresom povzro\u010deno preoblikovanje \u017eilavosti.<\/p>\n
Zirkonijev kaljeni aluminijev oksid je znan po tem, da je mo\u010dan in trpe\u017een, hkrati pa elektri\u010dno izoliran - zato je odli\u010den material za komponente, ki zahtevajo tako mehansko kot elektri\u010dno izolacijo, kot so na primer tulci.<\/p>\n
Kompoziti aluminijevega in cirkonijevega oksida, izdelani z uporabo itrijevega stabiliziranega cirkonija (8YSZ), so se izkazali za bolj\u0161e od tistih, izdelanih z uporabo nestabiliziranega aluminijevega oksida, pri enako konkuren\u010dni ceni. Idealna uporaba vklju\u010duje aplikacije, pri katerih sta bistvena odpornost proti obrabi in dobra elektri\u010dna izolacija - zmo\u017enost uporabe je do 1500 stopinj Celzija!<\/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\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions\/132"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}