Mengapa keramik komposit? Apa perbedaan antara Alumina yang diperkuat Zirconia dan Zirconia yang diperkuat Alumina?

Keramik Komposit telah menghargai rezim ilmu material dengan kemajuan yang luar biasa. Alumina yang diperkeras dengan zirkonia dan Zirconia yang diperkuat Alumina adalah dua keramik komposit yang menawarkan kebaikan Zirconia dan Alumina. Artikel yang diberikan di bawah ini mencantumkan semua perbedaan utama antara Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia dan Alumina Toughened Zirconia sebagai keramik.

Zirkonia dan Aluminium Oksida: Tinjauan Umum

Alumina Dan Zirkonia adalah dua keramik yang paling umum digunakan dalam bidang teknik. Alumina dikenal karena konduktivitas termalnya yang baik dan memiliki kekerasan yang sangat baik. Zirkonia dikenal karena ketangguhan dan ketahanan termalnya yang sangat baik. Ketangguhan dan ketahanan termal Zirkonia menawarkan ketahanan mekanis yang diperoleh pada suhu tinggi dan tekanan yang lebih tinggi.

Zirkonia dan Sifat Keramik Zirkonia (ZrO2)

Zirkonium Oksida yang kadang-kadang dikenal sebagai Zirkonia umumnya ditemukan dalam bentuk kristal putih yang dikenal sebagai Baddeleyite. Ini adalah salah satu keramik yang paling banyak dipelajari dan memiliki bentuk monoklinik. Zirkonia juga menunjukkan transisi ke bentuk tetragonal dan kubik pada suhu operasi yang lebih tinggi. Zirkonia mengalami stabilisasi ketika ditambahkan dengan senyawa yang berbeda seperti Yttria, ini akan memperlambat perubahan bentuk.

Penggunaan utama Zirkonia adalah dalam pembuatan keramik keras karena membentuk bahan tahan api, bahan abrasif, dan enamel. Zirkonia juga membentuk elemen gigi karena sifatnya yang biokompatibel. Zirkonia yang distabilkan sering digunakan dalam sensor oksigen dan sel bahan bakar. Zirkonia memiliki konduktivitas ionik yang tinggi dan berhasil digunakan dalam elektro keramik.

Sifat-sifat zirkonia keramik tercantum di sini 

Keramik Alumina dan Sifat-sifat Keramik Alumina (Al2O3)

rAlumina atau Aluminium Oksida juga disebut sebagai Aloksida dan Alundum. Aluminium oksida merupakan salah satu isolator listrik terbaik yang menawarkan konduktivitas termal yang lebih tinggi. Umumnya tidak larut dalam air dan umumnya ditemukan dalam bentuk Kristal yang dikenal sebagai Korundum. Ia menawarkan biokompatibilitas dan kelembaman yang sangat baik yang membuatnya ideal untuk peralatan medis.

Alumina memiliki kekerasan tinggi, ketahanan aus, dan ketahanan terhadap situasi erosi yang lebih rendah. Ketahanan suhu tinggi, stabilitas termal, dan konduktivitas termal yang baik adalah manfaat aditif lainnya dari penggunaan Keramik Alumina. Keramik Alumina sering cocok untuk aplikasi suhu tinggi seperti termokopel dalam reaktor atau sistem pemanas.

Sifat-sifat Alumina keramik tercantum di sini:

Zirkonia vs aluminium oksida

Tabel di bawah ini menyoroti perbandingan antara dua elemen yang digunakan dalam ZTA dan ATZ.

Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia (Al2O3-ZrO2)

Alumina yang diperkeras dengan zirkonia sesuai dengan namanya merupakan gabungan dari Zirconia dan Alumina. Zirconia merupakan oksida Zircon yang terdapat dalam 1/5 atau 1/10 bagian material. Alumina yang Diperkeras dengan ZirkoniaProduk ZTA umumnya tahan lama dan lebih kuat daripada Alumina dan harganya lebih murah daripada logam zirkonia murni.

Zirkonia Alumina pada dasarnya digunakan dalam aplikasi yang mengharapkan keunggulan struktural karena memberikan stabilitas, kekerasan, dan ketahanan aus. Zirkonia Alumina memiliki banyak keunggulan material termasuk suhu kerja 1500 derajat Celcius. Zirkonia Alumina memiliki ketangguhan fraktur yang lebih tinggi, kekuatan lentur yang sangat baik dan memiliki toleransi yang lebih tinggi terhadap penuaan karena aspek hidrotermal. Mereka disinter dan ditekan isostatik panas untuk memastikan Zirkonia Alumina membawa keandalan pada aplikasi yang mereka jalankan.

Sifat-sifat Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia

Properti dari Alumina yang diperkeras dengan zirkonia memiliki kontribusi yang signifikan terhadap sifat dan fungsi material. Kekuatan mekanik material Zirkonia Alumina merupakan hasil dari fase tetragonal metastabil dari butiran yang terbentuk. Spesimen umum ZTA yang terbentuk akan memiliki persentase 10 – 20 persen ZrO2. Persentase ZrO2 merupakan faktor penentu dalam penggunaan ZTA dalam berbagai aplikasi.

ZTA harganya berada di antara Alumina dan Zirconia karena geometrinya dianggap berada di antara Alumina dan Zirconia Ceramic. Oleh karena itu biaya Zirkonia Alumina jauh lebih rendah daripada Zirkonia Murni dan Alumina. Kekuatan komposit ditingkatkan melalui proses yang disebut Transformasi yang disebabkan oleh tegangan untuk memperkuat komposit.

Aplikasi Alumina Zirkonia yang Diperkeras

Aplikasi dari Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia diberikan untuk referensi di bawah ini:

• Benang, Pengukur Kawat dan Rol Logam untuk penggunaan industri

• Dies ekstrusi terbuat dari logam

• Bahan untuk katup dan dudukan katup untuk aplikasi tahan lama dalam industri.

• Digunakan untuk membuat Nozel tahan abrasi

• Digunakan untuk membuat elemen pompa yang dapat digunakan dalam aplikasi tekanan sangat tinggi

• Digunakan sebagai bahan pembuat katup bola dan dudukan pada saluran yang menyalurkan cairan abrasif atau material aliran tinggi.

Zirkonia yang Diperkeras dengan Alumina

Alumina Toughened Zirconia (ATZ) adalah komposit keramik dengan kekerasan, kekuatan, ketahanan aus dan sobek yang sempurna, serta ketahanan korosi. ATZ sebagian besar dibentuk melalui Pengepresan isostatik konvensional untuk meningkatkan keandalan pada sifat mekanis material. Alumina Toughened Zirconia secara umum lebih tahan terhadap kerusakan daripada Zirconia. Alumina Zirkonia secara umum termasuk dalam satu set komposit yang dikenal sebagai komposit AZ.

Sifat-sifat Zirkonia yang Diperkeras dengan Alumina

Zirkonia yang diperkuat dengan alumina berfungsi pada suhu operasi 1500 derajat Celcius. Zirkonia ini memiliki ketahanan aus yang tinggi, kelembaman kimia, dan ketangguhan patah yang ekstrem. Zirkonia ini menawarkan kekuatan yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan zirkonia murni.

Sifat-sifat Alumina Zirconia

• Alumina Zirkonia digunakan pada peralatan bertekanan tinggi seperti katup dan dudukan katup

• Alumina Zirkonia digunakan sebagai rol dan pemandu pembentuk logam

• Mereka digunakan dalam bantalan poros dan material bushing.

Zirconia yang Diperkeras Alumina Vs Zirconia yang Diperkeras Alumina

Zirkonia Alumina dan Alumina zirkonia adalah keramik komposit yang terbuat dari Zirkonia dan Alumina. Zirkonia memberikan sifat stabilisasi parsial pada fase tetragonalnya dan Alumina memberikan ketangguhan sedang. Kombinasi Alumina dan Zirkonia membantu mempertahankan sifat kekerasan yang lebih tinggi dan kekuatan yang baik. Ia juga memberikan ketahanan terhadap degradasi pada suhu rendah.

Di dalam Zirkonia Alumina Keramik, Zirconia membuat fase pengerasan dan fase matriks dibuat oleh Alumina. Zirkonia Alumina dibuat dengan menambahkan zirkonia yang tidak distabilkan ke Alumina untuk memberikan sifat ketahanan fraktur yang lebih tinggi. Ini adalah hasil interaksi antara bagian depan retak dan fase kedua.  Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia digunakan dalam aplikasi seperti Arthroplasty karena sifat-sifatnya yang ditingkatkan.

Sebaliknya, Zirkonia yang Dikeraskan dengan Alumina memiliki Alumina sebagai fase pengerasan dan Zirkonia sebagai fase matriks. Komposit umumnya diproduksi dengan menambahkan Alumina ke Zirkonia untuk memperoleh material keramik yang memiliki ketangguhan tinggi. Keramik Alumina Zirkonia lebih tahan lama dibandingkan dengan Zirkonia Murni.

Manfaat Zirconia Alumina dan Alumina Zirconia

Kekuatan tinggi dan ketangguhan patah dari Alumina Zirkonia membuatnya cocok untuk aplikasi seperti implan gigi. Mereka juga cocok sebagai implan ortopedi karena biokompatibilitasnya yang unggul

Alumina Zirkonia atau Zirkonia Alumina keduanya dapat disiapkan dalam skala nano atau mikro. Persentase Zirconia dan Alumina disesuaikan tergantung pada permintaan dan aplikasi. Komposit seperti Alumina Zirkonia atau Zirkonia Alumina lebih menguntungkan daripada zirkonia yang distabilkan. Zirkonia ini menawarkan berbagai sifat jika dibandingkan dengan Zirkonia yang distabilkan sebagian dan Zirkonia yang distabilkan oleh Yttrium.

Alumina Zirkonia Dan Zirkonia Alumina tahan terhadap degradasi pada suhu operasi yang lebih rendah. Mereka juga menawarkan kekuatan yang lebih tinggi dan ketahanan fraktur yang tinggi. Kekuatan lelah komposit keramik ini jauh lebih stabil daripada Zirconia atau Yttrium Toughened Zirconia.

Intinya

Alumina Diperkeras Zirconia dan Alumina yang Diperkeras dengan Zirkonia adalah dua di antara keramik komposit terbaik dengan banyak sekali manfaat. Kombinasi dari dua keramik yang berbeda memberikan sifat-sifat yang unggul pada komposit akhir yang terbentuk. Namun, pergantian fase telah membantu menghasilkan serangkaian sifat yang berbeda pada keramik yang terbentuk.