なぜ複合セラミックスを選ぶのですか？ジルコニア強化アルミナとアルミナ強化ジルコニアの違いは何ですか？

複合セラミックスは、圧倒的な進歩により材料科学の領域を高く評価してきました。 ジルコニア強化アルミナ ジルコニアとアルミナ強化ジルコニアは、ジルコニアとアルミナの長所を兼ね備えた複合セラミックです。以下の記事では、これらの主な違いをすべて列挙しています。 ジルコニア強化アルミナ セラミックとしてはアルミナ強化ジルコニアを使用。

ジルコニアと酸化アルミニウム：概要

アルミナ そして ジルコニア エンジニアリング分野で使用される最も一般的な2つのセラミックです。アルミナは優れた熱伝導性と優れた硬度で知られています。ジルコニアは優れた靭性と耐熱性で知られています。ジルコニアの靭性と耐熱性は、高温や高応力下でも優れた機械的弾力性を発揮します。

ジルコニアおよびジルコニアセラミックの特性（ZrO2）

ジルコニアとも呼ばれる酸化ジルコニウムは、一般的にバデレイトと呼ばれる白色結晶構造で存在します。最も研究されているセラミックの一つで、単斜晶系です。ジルコニアは高温下では正方晶系や立方晶系への相転移も示します。ジルコニアはイットリアなどの化合物を添加することで安定化し、相転移を遅らせます。

ジルコニアの主な用途は、耐火材、研磨材、エナメル質を形成する硬質セラミックスの製造です。また、生体適合性が高いため、歯科用部材にも使用されます。安定化ジルコニアは、酸素センサーや燃料電池によく使用されます。高いイオン伝導性を有し、電気セラミックスにも効果的に利用されています。

セラミックジルコニアの特性はここに記載されています 

アルミナセラミックとその特性（Al2O3）

アルミナまたは酸化アルミニウムは、アロキサイドやアランダムとも呼ばれます。酸化アルミニウムは、高い熱伝導率を持つ最高の電気絶縁体の一つです。一般に水に不溶性で、コランダムと呼ばれる結晶構造でよく見られます。優れた生体適合性と不活性性を備えているため、医療機器に最適です。

アルミナは高い硬度、耐摩耗性、耐侵食性を備えています。また、耐熱性、熱安定性、優れた熱伝導性もアルミナを使用する利点です。 アルミナセラミック。アルミナセラミック 多くの場合、反応器や加熱システム内の熱電対などの高温用途に適しています。

セラミックアルミナの特性は次のとおりです。

ジルコニア対酸化アルミニウム

以下の表は、ZTA と ATZ で使用される 2 つの要素の比較を示しています。

ジルコニア強化アルミナ（Al2O3-ZrO2）

ジルコニア強化アルミナ 名前の通り、ジルコニアとアルミナの複合材料です。ジルコニアはジルコンの酸化物で、材料中の1/5または1/10の割合で含まれています。 ジルコニア強化アルミナZTA 製品は一般にアルミナよりも耐久性と強度に優れ、純粋なジルコニア金属よりもコストが低くなります。

ジルコニアアルミナ 安定性、硬度、耐摩耗性を付与するため、基本的には構造上のメリットが期待される用途に使用されます。 ジルコニアアルミナ 1500 ℃の動作温度を含む多くの材料上の利点があります。 ジルコニアアルミナ 高い破壊靭性、優れた曲げ強度、そして水熱的性質による経年変化に対する耐性の向上が特徴です。焼結および熱間等方圧加圧により、 ジルコニアアルミナ 対象となるアプリケーションに信頼性をもたらします。

ジルコニア強化アルミナの特性

の特性 ジルコニア強化アルミナ 材料の性質と機能性に大きく貢献しています。 ジルコニアアルミナ これは、形成される粒子の準安定正方晶相の結果です。形成されるZTAの一般的な試料には、10～20%のZrO2が含まれます。ZTAを様々な用途に使用する場合、ZrO2の含有量は決定的な要因となります。

ZTA 形状がアルミナセラミックとジルコニアセラミックの中間であるため、価格はアルミナとジルコニアの中間となります。そのため、 ジルコニアアルミナ 純ジルコニアやアルミナに比べてはるかに低い値です。複合材料の強度は、応力誘起変態と呼ばれるプロセスによって強化されます。

ジルコニア強化アルミナの用途

の応用 ジルコニア強化アルミナ 以下に参考資料を示します。

• 工業用ねじ、ワイヤーゲージ、金属ローラー

• 金属で作られた押し出しダイス

• 産業分野での耐久性に優れた用途向けのバルブおよびバルブ シートの材料。

• 耐摩耗性ノズルの製造に使用

• 超高圧用途に使用できるポンプ要素の製造に使用されます。

• 研磨性流体または高流量材料を搬送するラインのボールバルブおよびシートの材料として使用されます。

アルミナ強化ジルコニア

アルミナ強化ジルコニア（ATZ）は、優れた硬度、強度、耐摩耗性、耐腐食性を備えたセラミック複合材料です。ATZは主に従来の静水圧成形法で成形され、材料の機械的特性の信頼性を高めています。アルミナ強化ジルコニアは、ジルコニアよりも耐損傷性に優れています。 アルミナジルコニア 通常、AZ 複合材と呼ばれる複合材のセットに含まれます。

アルミナ強化ジルコニアの特性

アルミナ強化ジルコニアは、1500℃の作動温度で機能します。優れた耐摩耗性、化学的不活性、そして極めて高い破壊靭性を有し、純粋ジルコニアと比較して高い強度を備えています。

アルミナジルコニアの特性

• アルミナジルコニア バルブやバルブシートなどの高圧機器に使用されます

• アルミナジルコニア 金属成形ローラーやガイドとして使用される

• シャフトベアリングやブッシング材などに使用されます。

ジルコニア強化アルミナとアルミナ強化ジルコニア

ジルコニアアルミナとアルミナジルコニア ジルコニアとアルミナからなる複合セラミックです。ジルコニアは正方晶相の部分的な安定化特性を付与し、アルミナは適度な靭性を付与します。アルミナとジルコニアの組み合わせは、高い硬度と優れた強度を維持するのに役立ちます。また、低温での劣化に対する耐性も付与します。

で ジルコニアアルミナ セラミックでは、ジルコニアが強化相を形成し、マトリックス相はアルミナで構成されています。 ジルコニアアルミナ アルミナに非安定化ジルコニアを添加することで、より高い破壊靭性特性を付与します。これは、亀裂先端と第二相との相互作用の結果です。  ジルコニア強化アルミナ 強化された特性により、関節形成術などの用途に使用されます。

一方、アルミナ強化ジルコニアは、強化相としてアルミナ、マトリックス相としてジルコニアを有しています。この複合材料は、通常、ジルコニアにアルミナを添加して製造され、高い靭性を有するセラミック材料を得ています。 アルミナジルコニア 純ジルコニアよりも耐久性に優れています。

ジルコニアアルミナとアルミナジルコニアの利点

高い強度と破壊靭性 アルミナジルコニア 歯科インプラントなどの用途に適しています。また、優れた生体適合性により、整形外科用インプラントとしても適しています。

アルミナジルコニア または ジルコニアアルミナ どちらもナノまたはマイクロスケールで製造できます。ジルコニアとアルミナの割合は、需要と用途に応じて調整されます。 アルミナジルコニア または ジルコニアアルミナ 安定化ジルコニアよりも優れた利点があります。部分安定化ジルコニアやイットリウム安定化ジルコニアと比較して、多様な特性を備えています。

アルミナジルコニア そして ジルコニアアルミナ 低温動作でも劣化しにくく、高い強度と破壊靭性も備えています。これらのセラミック複合材料の疲労強度は、安定化ジルコニアまたはイットリウム強化ジルコニアよりもはるかに優れています。

結論

アルミナ強化ジルコニアと ジルコニア強化アルミナ これらは、多くの利点を持つ最高の複合セラミックの2つです。2つの異なるセラミックを組み合わせることで、最終的に形成される複合材料に優れた特性が付与されます。さらに、相の切り替えによって、形成されるセラミックに異なる特性がもたらされます。