Cirkonija je ojačana alumina (ZTA) Keramika kompozitni je materijal koji kombinira visoku tvrdoću i otpornost na habanje glinice sa žilavošću i lomskom otporom cirkonije. Odnos cirkonije do alumina na ZTA keramiku igra ključnu ulogu u određivanju svojih svojstava, što zauzvrat utječe na njegove performanse u različitim aplikacijama. Kao dobavljač ZTA keramika, svjedočio sam iz prve ruke utjecaj ovog omjera na kvalitetu i funkcionalnost naših proizvoda. U ovom blogu će se unijeti u omjer cirkonije - alumina utječe na svojstva ZTA keramike.
Mehanička svojstva
Tvrdoća
Alumina je poznata po visokoj tvrdoći. Kada je udio alumina u ZTA keramiku relativno visok, ukupna tvrdoća materijala ima tendenciju da bude veća. Veći sadržaj alumina pruža čvrstu matricu koja odolijeva udubljenju i grebanju. Na primjer, u prijavama u kojima je otpornost na abraziju od najveće važnosti, poputZTA keramičke pločiceKoristi se u visokoj industrijskim podovima - ZTA keramika s višim omjerom alumina može izdržati neprekidno habanje i suze. Alumina zrna djeluje kao tvrde čestice koje se mogu učinkovito oduprijeti abrazivnim silama koje se vrše pokretnim predmetima ili česticama.
Međutim, kako se sadržaj cirkonije povećava, tvrdoća se može lagano smanjiti. Cirkonija ima nižu tvrdoću u odnosu na alumina. Ali ovo smanjenje tvrdoće često se nadoknađuje značajnim poboljšanjem u drugim mehaničkim svojstvima kao što su žilavosti.
Žilavost
Cirkonija doprinosi tegmiranju ZTA keramike kroz mehanizam pod nazivom TOCKSECTORSKIH TOUGHING. Kad se pukotina širi kroz keramiku, čestice cirkonije mogu proći fazni transformaciju iz tetragonalne faze u monokliničku fazu. Ova fazna transformacija praćena je proširenjem za jačinu zvuka, što stvara pritisne naprezanje oko vrha pukotine. Ovi kompresivni naponi ometaju daljnje širenje pukotine, čime se povećava žilavost materijala.
Kako se omjer cirkonije do Alumina povećava, količina cirkonije dostupna za pretresanje transformacije također se povećava. To dovodi do značajnog poboljšanja učvršćivanju loma ZTA keramike. Na primjer, u rezanju aplikacija za alate, ZTA keramika s višim sadržajem cirkonije može bolje izdržati visokim - stresnim uvjetima tijekom rezanja, smanjujući vjerojatnost davanja alata zbog pucanja.
Snaga
Jačina ZTA keramike također utječe na omjer cirkonije - alumina. Za postizanje optimalne čvrstoće potrebno je pravilan bilans između dvije komponente. Na niskom cirkonijskom sadržaju, snaga uglavnom određuje matricu alumina. Međutim, prisustvo male količine cirkonije može poboljšati snagu ponašanjem kao zrna - inhibitor rasta, sprječavajući rast velike grince alumina koje mogu djelovati kao slabe tačke u materijalu.
Kako se sadržaj cirkonije povećava, snaga se može u početku povećati zbog pojmožnog učinka cirkonije. Ali ako sadržaj cirkonije postane previsok, materijal može postati porozniji, a lijepljenje između zrna može biti oslabljeno, što dovodi do smanjenja snage.
Termička svojstva
Toplotna provodljivost
Alumina ima relativno visoku toplotnu provodljivost u odnosu na cirkoniju. Kao što se nalaze sadržaj alumina u ZTA keramiku, povećava se i ukupna toplotna provodljivost materijala. Ova nekretnina je važna u prijavama u kojima je potrebna rasipanje topline. Na primjer, u elektroničkom ambalaži, ZTA keramika s višim aluminskim sadržajem može efikasnije prenijeti toplinu od elektroničkih komponenti, sprečavajući pregrijavanje.
S druge strane, cirkonija ima nisku toplotnu provodljivost. Viši sadržaj cirkonije u ZTA keramiku može biti koristan u aplikacijama u kojima je potrebna toplotna izolacija. Na primjer, u nekim visokim oblogom za peći temperature, ZTA keramika sa relativno visokim sadržajem cirkonije može pomoći u smanjenju gubitka topline.
Termička ekspanzija
Na toplotni koeficijent ekspanzije ZTA keramike utječe i cirkonija - alumina omjer. Alumina ima niži koeficijent toplotnog proširenja u odnosu na cirkoniju. Kada je sadržaj alumina visok, ZTA keramika imat će niži koeficijent toplotnog proširenja. Ovo je važno u aplikacijama u kojima je dimenzionalna stabilnost na različitim temperaturama od presudne važnosti. Na primjer, u preciznim komponentama, ZTA keramika s niskim koeficijentom toplotnog širenja može tačno održavati oblik i dimenzije preko širokog temperaturnog opsega.
Hemijska svojstva
Kemijska otpornost
I alumina i cirkonia imaju dobru hemijsku otpornost. Alumina je otporna na mnoge kiseline i alkalije, dok cirkonia takođe pokazuje izvrsnu hemijsku stabilnost u raznim okruženjima. Hemijska otpornost ZTA keramike općenito je visoka i ne utječe na cirkoniji - alumina omjer u razumnom rasponu. Međutim, u nekim specifičnim hemijskim sredinama, na izbor omjera može utjecati reaktivnost komponenti. Na primjer, u kiselom okruženju u kojem je cirkonija možda stabilnija od alumina, može se preferirati veći sadržaj cirkonije.
Električna svojstva
Električna izolacija
Alumina je dobro - poznati električni izolator. Cirkonija također ima dobru svojstva električne izolacije. Električna izolacija ZTA keramike uglavnom je određena svojstvima pojedinih komponenti. Veći sadržaj alumije uglavnom vodi do bolje električne izolacije. U aplikacijama za električnu izolaciju, poput visokog - naponskih elektroenergetskih sustava, ZTA keramika sa visokim alumina može pružiti pouzdanu električnu izolaciju.
Otpornost na habanje
Otpornost na habanje ZTA Keramika je složena funkcija njenih mehaničkih i mikrostrukturalnih svojstava, na koje utječe cirkonijski omjer - alumina. Visoka - Alumina Zta Keramic nudi dobru otpornost na abrazivnu habanje zbog velike tvrdoće. Ali u prijavama u kojima je ljepljivo trošenje istaknutije, ZTA keramika sa višim sadržajem cirkonije može biti prikladnija. Poboljšana žilavost koju osigurava cirkonija može spriječiti odreda materijala tijekom ljepljivog trošenja, što rezultira boljom cjelokupnom otpornošću na habanje.
Aplikacije i optimalni omjer
Optimalna cirkonija - alumina omjer ovisi o specifičnim zahtjevima aplikacije. Za aplikacije koje zahtijevaju visoku tvrdoću i otpornost na habanje, poput keramičkih pločica i kugličnih ležajeva, ZTA keramika s relativno visokim sadržajem alumina (npr. 90 - 95% alumina) i 5 - 10% cirkonia).
U prijavama gdje su otpornost na žilavost i lom kritične, poput reznih alata i zubnih implantata, ZTA keramika sa višim cirkonijskim sadržajem (npr. 20 - 30% cirkonije i 70 - 80% alumina).
Kao dobavljač ZTA keramika, možemo ponuditi širok spektar ZTA keramičkih proizvoda s različitim cirkonijskim omjerima - alumina da udovolji različitim potrebama naših kupaca. Bilo da se nalazite u sektoru industrijske, medicinske ili potrošačke robe, imamo stručnost i resurse koji će vam pružiti desno ZTA keramičko rješenje.
Ako ste zainteresirani za naše ZTA keramičke proizvode ili bismo željeli razgovarati o vašim specifičnim zahtjevima, pozivamo vas da nas kontaktirate za savjetovanje o nabavci. Naš tim stručnjaka spreman je da vam pomogne u odabiru najprikladnije ZTA keramike na bazi cirkonije - alumina i drugih svojstava.
Reference
- RF Davis, "Cirkonija je otvorena alumina: prerada, mikrostruktura i mehanička svojstva", časopis američkog keramičkog društva, vol. 72, br. 10, 1989.
- Y. - W. Mai i B. Cotterell, "Mehanika transformacije - ojačana keramika", časopis za nauku o materijalima, vol. 17, br. 11, 1982.
- MN Rahaman, "Keramička obrada i sintering," Drugo izdanje, CRC Press, 2003.