Zirconia toughened alumina (ZTA) \u00e4r en teknisk keram som kombinerar egenskaperna hos b\u00e5de aluminiumoxid- och zirkoniakeramik f\u00f6r att ge mekanisk styrka och motst\u00e5ndskraft mot termisk chock, vilket g\u00f6r den l\u00e4mplig f\u00f6r ortopediska applikationer som femurhuvuden och acetabul\u00e4ra liners, och industriella som ventilt\u00e4tningar, bussningar, pumpdelar, sk\u00e4rverktyg, motorkomponenter och ventilt\u00e4tningar. Det finns i ortopediska applikationer som femurhuvuden och acetabul\u00e4ra liners medan industriella applikationer inkluderar ventilt\u00e4tningar bussningar ventilt\u00e4tningar bussningar pumpdelar sk\u00e4rande verktyg sk\u00e4rande verktyg eller motorkomponenter.<\/p>\n
ZTA tillverkas genom gelcasting med hj\u00e4lp av pulveriserad aluminiumoxid och yttriumstabiliserade zirkoniumoxidpulver. Processen omfattar beredning av slurry, formning, torkning med l\u00f6sningsmedel med b\u00e5de osmotisk torkning och lufttorkning, pyrolys och sintring som sista steg.<\/p>\n
Zirkoniumoxidh\u00e4rdad aluminiumoxid \u00e4r ett idealiskt material f\u00f6r applikationer som kr\u00e4ver b\u00e5de h\u00f6g h\u00e5llfasthet och seghet, och framst\u00e4lls genom sp\u00e4nningsinducerad omvandling av fina tetragonala zirkoniumoxidpartiklar till en aluminiumoxidmatris. Denna process ger en j\u00e4mn partikelstorleksf\u00f6rdelning som ger \u00f6verl\u00e4gsna mekaniska egenskaper som h\u00e5rdhet, brottseghet och seghet - f\u00f6rutom att det ger kemisk best\u00e4ndighet och slitstyrka.<\/p>\n
Zirkoniumoxidpartiklar som \u00e4r dispergerade i en aluminiumoxidmatris hindras i allm\u00e4nhet fr\u00e5n att f\u00f6r\u00e4ndras p\u00e5 grund av kemiska interaktioner mellan dem sj\u00e4lva och aluminiumoxidpartiklarna, men kan aktiveras vid p\u00e5frestning f\u00f6r att genomg\u00e5 omvandling. Omvandlade zirkoniumoxidpartiklar skapar trycksp\u00e4nningar vid sprickfronterna som f\u00f6rhindrar spridning; deras omvandling resulterar i st\u00f6rre seghet \u00e4n traditionell aluminiumoxid.<\/p>\n
Claussen beskrev f\u00f6rst transformationsh\u00e4rdning 1976 och den k\u00e4nnetecknas av att partiklar interagerar med sprickfronter f\u00f6r att avb\u00f6ja dem samtidigt som de skapar trycksp\u00e4nningar framf\u00f6r sprickspetsarna, vilket \u00f6kar materialens brottseghet (Claussen 1976). Denna effekt \u00f6kar brottsegheten.<\/p>\n
ZTA kan tillverkas genom varm isostatisk pressning och l\u00e4mpar sig v\u00e4l som material f\u00f6r h\u00f6ftledsledsbyten, eftersom det har visat sig ha \u00f6verl\u00e4gsen \u00f6verlevnad j\u00e4mf\u00f6rt med keramiska femurhuvuden av yttriumstabiliserad zirkonia (Y-TZP) (figur 7.10). Dessutom bidrar det h\u00f6ga inneh\u00e5llet av aluminiumoxid och den h\u00f6gre densiteten till att motverka de \u00e5ldringsfenomen som f\u00f6rekommer i Y-TZP och som orsakar \u00f6verdriven t-m-omvandling och mekanisk nedbrytning med tiden (figur 7.11 och 7.12).<\/p>\n
ZTA \u00e4r ett utm\u00e4rkt materialval f\u00f6r medicinska implantat som m\u00e5ste vara motst\u00e5ndskraftiga mot korrosion och exponering f\u00f6r kroppsv\u00e4tskor, t.ex. de som anv\u00e4nds i operationssalar och turbinmotorer. I j\u00e4mf\u00f6relse med traditionell aluminiumoxid har ZTA en \u00f6verl\u00e4gsen best\u00e4ndighet mot kemisk korrosion och klarar tuffa milj\u00f6er utan att f\u00f6rs\u00e4mras eller g\u00e5 s\u00f6nder. Dessutom har ZTA en exceptionell motst\u00e5ndskraft mot termisk chock, vilket inneb\u00e4r att den kan tolerera snabba temperaturf\u00f6r\u00e4ndringar, t.ex. i ugnskomponenter och turbinmotorkomponenter, utan att spricka eller g\u00e5 s\u00f6nder under tryck.<\/p>\n
AZ-kompositer \u00e4r extremt sega tack vare de segh\u00e4rdade zirkoniumoxidpartiklarna som \u00e4r dispergerade i en aluminiumoxidmatris. N\u00e4r partiklarna uts\u00e4tts f\u00f6r p\u00e5frestningar \u00e4ndrar de sina kristallstrukturer fr\u00e5n tetragonal till monoklin form, vilket orsakar volymexpansion och kompression som hj\u00e4lper till att stoppa sprickutbredningen - denna egenskap kallas transformationsh\u00e4rdning och g\u00f6r ZTA fr\u00e5n HMA Wear Solutions idealisk f\u00f6r applikationer som kr\u00e4ver h\u00f6g styrka, seghet och h\u00e5rdhetsniv\u00e5er.<\/p>\n
H\u00e5llbarheten \u00f6kar ytterligare n\u00e4r de uts\u00e4tts f\u00f6r termisk chock. Zirkoniumoxidpartiklar som \u00e4r utspridda i en aluminiumoxidmatris absorberar energi fr\u00e5n snabba temperaturf\u00f6r\u00e4ndringar och skyddar dem mot sprickbildning och sprickbildning p\u00e5 grund av sp\u00e4nningar som orsakas av pl\u00f6tsliga temperaturv\u00e4xlingar. D\u00e4rf\u00f6r kan keramik anv\u00e4ndas i utrustning som uts\u00e4tts f\u00f6r pl\u00f6tsliga och intensiva temperaturf\u00f6r\u00e4ndringar, t.ex. ugnskomponenter eller turbinmotordelar, utan att riskera att g\u00e5 s\u00f6nder.<\/p>\n
H\u00e4rdad aluminiumoxid av zirkoniumdioxid \u00e4r k\u00e4nd f\u00f6r sin korrosionsbest\u00e4ndighet. Det kan d\u00e4rf\u00f6r anv\u00e4ndas i utrustning som kommer i kontakt med fr\u00e4tande v\u00e4tskor eller kemikalier som etsningssyror och reng\u00f6ringsmedel. Dessutom g\u00f6r materialets mekaniska slitstyrka det l\u00e4mpligt f\u00f6r medicinska implantat eller utrustning som kommer i kontakt med kroppsv\u00e4tskor eller kemikalier som reng\u00f6ringsl\u00f6sningar.<\/p>\n
Tack vare sin h\u00e5llbarhet och korrosionsbest\u00e4ndighet anv\u00e4nds kompositmaterial av zirkoniumoxid-aluminiumoxid (ZTA) inom m\u00e5nga olika branscher. Tillverkare av sk\u00e4rverktyg v\u00e4ljer ofta ZTA:s starka men \u00e4nd\u00e5 sega material n\u00e4r de skapar sk\u00e4rverktyg; dessutom har det blivit allm\u00e4nt anv\u00e4nt f\u00f6r produktion av medicinsk utrustning som ortopediska implantat som l\u00e5rbenshuvuden och acetabul\u00e4ra liners.<\/p>\n
ZTA-material som anv\u00e4nds i medicinska applikationer st\u00e5r sig v\u00e4l tack vare sin h\u00f6gre brottseghet - upp till 20 g\u00e5nger h\u00f6gre \u00e4n f\u00f6r enbart aluminiumoxid - vilket bidrar till att minska risken f\u00f6r spr\u00f6da brott som kan orsaka negativa h\u00e4lsoeffekter hos patienterna.<\/p>\n
Zirkoniumdioxid \u00e4r ett h\u00e5rt och spr\u00f6tt material som \u00e4r utformat f\u00f6r att klara h\u00f6ga temperaturer och tuffa milj\u00f6er. Det motst\u00e5r korrosion och kemiska angrepp och har m\u00e5nga anv\u00e4ndningsomr\u00e5den inom branscher som flyg, tillverkning och fordonstill\u00e4mpningar - liksom \u00f6verl\u00e4gsen mekanisk styrka, motst\u00e5ndskraft mot termisk chock och l\u00e5ga slitagehastigheter.<\/p>\n
ZTA-keramer skiljer sig fr\u00e5n traditionella keramer genom att de best\u00e5r av b\u00e5de aluminiumoxid- och zirkoniumdioxidkompositer, som framst\u00e4lls genom att dessa material blandas i suspension innan de sintras vid f\u00f6rh\u00f6jda temperaturer. Sintringen ger finf\u00f6rdelade zirkoniumdioxidpartiklar med tetragonal fas i en aluminiumoxidmatris; n\u00e4r sprickor r\u00f6r sig \u00f6ver matrisen utl\u00f6ser deras energi fasomvandlingar som ger volymexpansion som effektivt motverkar eventuella sp\u00e4nningar; detta g\u00f6r att avb\u00f6jda sprickor upptr\u00e4der p\u00e5 flera st\u00e4llen i matrisen, vilket sprider sprickornas energi samtidigt som sprickornas energi f\u00f6rsvinner helt och h\u00e5llet.<\/p>\n
Sammans\u00e4ttningen av detta material kan skr\u00e4ddarsys efter den avsedda applikationen, d\u00e4r f\u00f6rh\u00e5llandet mellan aluminiumoxid och zirkoniumoxid kan justeras efter behov f\u00f6r att passa de unika kraven. Exempelvis kan mer zirkoniumdioxid tills\u00e4ttas i formuleringen f\u00f6r att \u00f6ka dragh\u00e5llfastheten, medan mer aluminiumoxid skulle \u00f6ka motst\u00e5ndskraften mot hydrotermisk \u00e5ldring och korrosion.<\/p>\n
Produktlinjen ZTA-96 har utvecklats f\u00f6r att erbjuda kostnadseffektiva l\u00f6sningar f\u00f6r applikationer som kr\u00e4ver stabilitet mot slitage, korrosion och h\u00f6ga temperaturer. Denna keramik finns i en m\u00e4ngd olika former och storlekar med anpassade toleranser och ytbehandlingar och ger tillf\u00f6rlitlig prestanda i tuffa applikationer.<\/p>\n
Zirconia h\u00e4rdad aluminiumoxid har l\u00e4nge varit k\u00e4nd f\u00f6r sin slitstyrka och korrosionsbest\u00e4ndighet samt sin utm\u00e4rkta kemiska stabilitet - b\u00e5da egenskaper som g\u00f6r den v\u00e4l l\u00e4mpad f\u00f6r medicinska applikationer d\u00e4r kroppsv\u00e4tskor eller kemikalier kommer i kontakt med den. Dessutom anses zirkonia vara en attraktiv kandidat f\u00f6r dentala och kirurgiska implantat p\u00e5 grund av dess \u00f6verl\u00e4gsna biologiska kompatibilitetsegenskaper.<\/p>\n
Biolox Delta fr\u00e5n CeramTec i Plochingen, Tyskland, lanserades f\u00f6r kommersiell f\u00f6rs\u00e4ljning som ett av de f\u00f6rsta ZTA-materialen p\u00e5 marknaden \u00e5r 2000 som ett implantaters\u00e4ttningsmaterial f\u00f6r femurhuvuden och acetabul\u00e4ra liners. Biolox Delta best\u00e5r av en aluminiumoxidmatris som \u00e4r f\u00f6rst\u00e4rkt med zirkoniumoxid och strontiumaluminat som ger mekanismer f\u00f6r avtrubbning och h\u00e4rdning av sprickspetsar samt kromoxid f\u00f6r att f\u00f6rhindra korrosion vid l\u00e5ga temperaturer. Enligt CeramTecs rapporter har \u00f6ver 320.000 femurhuvuden och 160.000 inl\u00e4gg implanterats med denna ers\u00e4ttningsceramik.<\/p>\n
Zirkoniumoxidkorn i kombination med en aluminiumoxidmatris ger ett material med exceptionell motst\u00e5ndskraft mot termisk chock, vilket g\u00f6r det perfekt f\u00f6r applikationer som kr\u00e4ver extrema temperaturer. Alumina-Zirconia-kompositer tenderar dessutom att \u00f6vertr\u00e4ffa ren aluminiumoxid n\u00e4r det g\u00e4ller h\u00e5llbarhet, \u00e4ven vid l\u00e5ngvarig exponering f\u00f6r sandbl\u00e4string.<\/p>\n
ZTA erbjuder h\u00f6g brottseghet, vilket g\u00f6r det till ett idealiskt materialval i applikationer d\u00e4r spr\u00f6da material inte \u00e4r \u00f6nskv\u00e4rda. F\u00f6r maximal styrka och seghet m\u00e5ste dock aluminium-zirkoniumdioxidkompositer sintras och kompakteras p\u00e5 r\u00e4tt s\u00e4tt; f\u00f6r l\u00e5g temperatur kan leda till punktdefekter och minskad b\u00f6jh\u00e5llfasthet - d\u00e4rf\u00f6r b\u00f6r 1550 grader anv\u00e4ndas f\u00f6r att s\u00e4kerst\u00e4lla optimal fusion och partikelstorleksf\u00f6rdelning.<\/p>\n
Aluminiumoxid-zirkoniumdioxidkompositer ger utm\u00e4rkt slitstyrka i sk\u00e4rverktyg och andra abrasiva komponenter och har l\u00e5g friktion, vilket ger \u00f6kad kemisk inertitet och l\u00e4gre kostnad j\u00e4mf\u00f6rt med liknande material som anv\u00e4nds f\u00f6r ortopediska implantat. Kombinationen av egenskaper g\u00f6r dessa kompositer mycket eftertraktade i medicinska applikationer.<\/p>\n
Vid sp\u00e4nningss\u00e4ttning av aluminiumoxid-zirkoniumoxidkompositer omvandlas metastabil tetragonal zirkoniumoxid till monoklin zirkoniumoxid och orsakar volymexpansion av zirkoniumoxidkristallerna, vilket skjuter tillbaka sprickspetsarna samtidigt som segheten f\u00f6rb\u00e4ttras - denna effekt kallas sp\u00e4nningsinducerad transformationsh\u00e4rdning.<\/p>\n
Zirkoniumoxid \u00e4r k\u00e4nt f\u00f6r att vara starkt och h\u00e5llbart samtidigt som det \u00e4r elektriskt isolerande - det g\u00f6r det till ett fantastiskt materialval f\u00f6r komponenter som kr\u00e4ver b\u00e5de mekanisk och elektrisk isolering, t.ex. hylsor.<\/p>\n
Aluminiumoxid-zirkoniumoxidkompositer tillverkade med Yttria Stabilized Zirconia (8YSZ) har visat sig vara \u00f6verl\u00e4gsna dem som tillverkas med ostabiliserad aluminiumoxid, till en lika konkurrenskraftig kostnad. Idealiska anv\u00e4ndningsomr\u00e5den \u00e4r applikationer d\u00e4r b\u00e5de n\u00f6tningsbest\u00e4ndighet och goda elektriska isoleringsegenskaper \u00e4r viktiga - temperaturer p\u00e5 upp till 1500 grader Celsius ligger inom dess 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\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=131"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":132,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/131\/revisions\/132"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=131"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=131"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/aluminaceramics.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=131"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}