Цирконий-упрочненный оксид алюминия (ZTA) — это высокопроизводительный керамический композит, который сочетает в себе твердость и износостойкость оксида алюминия (Al₂O₃) с вязкостью разрушения оксида циркония (ZrO₂). Это сочетание приводит к материалу с превосходными механическими свойствами, что делает его пригодным для сложных применений в различных отраслях промышленности. Ниже приведены основные сведения о ZTA и его применении:
1. Состав и свойства
-
Оксид алюминия (Al₂O₃) : обеспечивает высокую твердость, износостойкость и термическую стабильность.
-
Цирконий (ZrO₂) : повышает прочность, подвергаясь фазовому превращению под действием напряжения , которое поглощает энергию и предотвращает распространение трещин.
-
Типичный состав : 10-20% ZrO₂ в матрице Al₂O₃.
Основные свойства:
-
Высокая вязкость разрушения (по сравнению с чистым оксидом алюминия)
-
Отличная износостойкость
-
Хорошая термическая и химическая стабильность
-
Высокая прочность и твердость
2. Применение циркониевого оксида алюминия (ZTA)
А. Медицина и стоматология
-
Ортопедические имплантаты (например, тазобедренные и коленные суставы) — из-за биосовместимости и износостойкости.
-
Дентальные имплантаты и коронки — улучшенная прочность и эстетика по сравнению с чистым цирконием или оксидом алюминия.
B. Промышленные изнашиваемые детали
-
Режущие инструменты и вставки – повышенная прочность для обработки на станках.
-
Волоки для волочения проволоки – устойчивы к абразивному износу.
-
Уплотнения и подшипники насосов – выдерживают суровые условия.
C. Защита и броня
-
Баллистическая броня (бронежилеты, защита транспортных средств) – повышенная ударопрочность за счет поглощения энергии за счет фазового превращения диоксида циркония.
D. Электроника и машиностроение
-
Полупроводниковые компоненты – используются в условиях повышенного износа.
-
Детали точного машиностроения — где стабильность размеров имеет решающее значение.
E.Автомобильная промышленность
-
Седла и направляющие клапанов – противостоят износу в условиях высоких температур двигателя.
-
Компоненты датчиков – для суровых условий выхлопа.
3. Преимущества по сравнению с чистым оксидом алюминия или цирконием
-
Более высокая прочность , чем у чистого оксида алюминия (менее хрупкий).
-
Лучшая износостойкость , чем у чистого циркония.
-
Экономически эффективен по сравнению с полностью стабилизированным диоксидом циркония.
