Waarom composietkeramiek? Wat is het verschil tussen met zirkoniumoxide gehard aluminiumoxide en met aluminiumoxide gehard zirkoniumoxide?

Composite Ceramics heeft de materiaalkunde op een hoger plan getild met enorme vooruitgangen. Zirkonium gehard aluminiumoxide en met aluminiumoxide gehard zirkoniumoxide zijn twee composietkeramieken die de voordelen van zirkoniumoxide en aluminiumoxide bieden. Het onderstaande artikel zet alle belangrijke verschillen tussen Zirkonium gehard aluminiumoxide en Alumina Toughened Zirconia als keramiek.

Zirkonia en aluminiumoxide: een overzicht

Aluminiumoxide En Zirkonia Zijn de twee meest gebruikte keramische materialen in de techniek. Aluminiumoxide staat bekend om zijn goede thermische geleidbaarheid en uitstekende hardheid. Zirkoniumoxide staat bekend om zijn uitstekende taaiheid en thermische weerstand. De taaiheid en thermische weerstand van zirkoniumoxide bieden mechanische veerkracht bij hoge temperaturen en hogere spanningen.

Eigenschappen van zirkonia en zirkoniakeramiek (ZrO2)

Zirkoniumoxide, ook wel bekend als zirkonia, wordt over het algemeen aangetroffen in een witte kristalvorm, bekend als baddeleyiet. Het is een van de meest bestudeerde keramische materialen en heeft een monokliene vorm. Zirkonia vertoont ook een overgang van tetragonaal naar kubisch bij hogere bedrijfstemperaturen. Zirkonia stabiliseert zich wanneer het wordt toegevoegd aan verschillende verbindingen, zoals yttriumoxide. Dit vertraagt de vormveranderingen.

Zirkonia wordt voornamelijk gebruikt in de productie van harde keramiek, omdat het vuurvaste materialen, schuurmiddelen en emaille vormt. Dankzij de biocompatibele eigenschappen ervan worden er ook tandheelkundige elementen mee gevormd. Gestabiliseerd zirkonia wordt vaak gebruikt in zuurstofsensoren en brandstofcellen. Het heeft een hoge ionengeleiding en wordt met succes gebruikt in elektrokeramiek.

De eigenschappen van keramisch zirkonia staan hier vermeld 

Alumina-keramiek en eigenschappen van alumina-keramiek (Al2O3)

rAlumina of aluminiumoxide wordt ook wel aloxide of alundum genoemd. Aluminiumoxide is een van de beste elektrische isolatoren met een hogere thermische geleidbaarheid. Het is over het algemeen onoplosbaar in water en wordt vaak aangetroffen in kristallijne vorm, beter bekend als korund. Het biedt uitstekende biocompatibiliteit en inertheid, waardoor het ideaal is voor medische hulpmiddelen.

Alumina vertoont een hoge hardheid, slijtvastheid en weerstand tegen erosie. Hoge temperatuurbestendigheid, thermische stabiliteit en goede thermische geleidbaarheid zijn andere bijkomende voordelen van het gebruik van aluminiumoxide. Alumina keramiek. Alumina keramiek is vaak geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen, zoals thermokoppels in reactoren of verwarmingssystemen.

De eigenschappen van keramisch aluminiumoxide worden hieronder vermeld:

Zirkonia versus aluminiumoxide

De onderstaande tabel toont een vergelijking tussen de twee elementen die in ZTA en ATZ worden gebruikt.

Zirkonia gehard aluminiumoxide (Al2O3-ZrO2)

Zirkonium gehard aluminiumoxide Zoals de naam al doet vermoeden, is het een combinatie van zirkoniumoxide en aluminiumoxide. Zirkoniumoxide is het oxide van zirkoon dat in 1/5e of 1/10e van het materiaal aanwezig is. Zirkonium gehard aluminiumoxideZTA-producten zijn over het algemeen duurzamer en sterker dan aluminiumoxide en zijn goedkoper dan zuiver zirkoniametaal.

Zirkonia-alumina wordt voornamelijk gebruikt in toepassingen waar structurele voordelen verwacht worden, omdat ze stabiliteit, hardheid en slijtvastheid bieden. Zirkonia-alumina heeft veel materiële voordelen, waaronder een werktemperatuur van 1500 graden Celsius. Zirkonia-alumina Heeft een hogere breuktaaiheid, uitstekende buigsterkte en een verhoogde verouderingsbestendigheid dankzij hydrothermische aspecten. Ze worden gesinterd en warm isostatisch geperst om de duurzaamheid te garanderen. Zirkonia-alumina zorgt voor betrouwbaarheid in de toepassingen waaraan ze worden onderworpen.

Eigenschappen van met zirkoniumoxide gehard aluminiumoxide

De eigenschappen van Zirkonium gehard aluminiumoxide heeft een belangrijke bijdrage aan de aard en functionaliteit van het materiaal. De mechanische sterkte van Zirkonia-alumina is een resultaat van de metastabiele tetragonale fase van de gevormde korrels. Het gemiddelde exemplaar van de gevormde ZTA zal een percentage van 10 tot 20 procent ZrO2 bevatten. Het percentage ZrO2 is de doorslaggevende factor bij het gebruik van de ZTA in diverse toepassingen.

ZTA De prijs ligt tussen aluminiumoxide en zirkoniumoxide, aangezien de geometrie tussen aluminiumoxide en zirkoniumkeramiek in zit. Vandaar de prijs van Zirkonia-alumina is veel lager dan die van zuiver zirkoniumoxide en aluminiumoxide. De sterkte van het composiet wordt verhoogd door een proces genaamd stress-geïnduceerde transformatie om het composiet te verharden.

Toepassingen van met zirkoniumoxide gehard aluminiumoxide

De toepassingen van Zirkonium gehard aluminiumoxide worden hieronder ter referentie gegeven:

• Draden, draadmeters en metalen rollen voor industrieel gebruik

• Extrusiematrijzen van metaal

• Materiaal voor kleppen en klepzittingen voor duurzame toepassing in de industrie.

• Wordt gebruikt voor het maken van slijtvaste spuitmonden

• Wordt gebruikt voor het maken van pompelementen die kunnen worden gebruikt in toepassingen met ultrahoge druk

• Wordt gebruikt als materiaal voor kogelkranen en zittingen in leidingen die schurende vloeistoffen of materialen met een hoge stroomsnelheid transporteren.

Alumina gehard zirkonia

Alumina Toughened Zirconia (ATZ) is een keramische samenstelling met een onberispelijke hardheid, sterkte, slijtvastheid en corrosiebestendigheid. ATZ wordt voornamelijk gevormd door middel van conventionele isostatisch persen om de betrouwbaarheid van de mechanische eigenschappen van het materiaal te vergroten. Alumina Toughened Zirconia is over het algemeen beter bestand tegen schade dan zirkonia. Alumina Zirkonia wordt over het algemeen opgenomen in een set composieten die bekend staan als AZ-composieten.

Eigenschappen van aluminiumoxide gehard zirkonia

Met aluminiumoxide gehard zirkoniumoxide functioneert bij een bedrijfstemperatuur van 1500 °C. Het heeft een hoge slijtvastheid, chemische inertheid en extreme breuktaaiheid. Het biedt een hogere sterkte in vergelijking met zuiver zirkoniumoxide.

Eigenschappen van aluminiumoxide-zirconia

• Alumina Zirkonia wordt gebruikt in hogedrukapparatuur zoals kleppen en klepzittingen

• Alumina Zirkonia wordt gebruikt als metaalvormende rollen en geleiders

• Ze worden gebruikt in aslagers en busmateriaal.

Zirkonium gehard aluminiumoxide versus aluminium gehard zirkoniumoxide

Zirkonia Alumina en Alumina zirkonia Zijn samengestelde keramische materialen, bestaande uit zirkoniumoxide en aluminiumoxide. Zirkoniumoxide zorgt voor gedeeltelijke stabilisatie in de tetragonale fase en aluminiumoxide zorgt voor een gemiddelde taaiheid. De combinatie van aluminiumoxide en zirkoniumoxide zorgt voor het behoud van eigenschappen zoals een hogere hardheid en een goede sterkte. Het zorgt ook voor de weerstand tegen degradatie bij lage temperaturen.

In Zirkonia-alumina Keramiek, zirkoniumoxide vormt de verhardingsfase en de matrixfase wordt gevormd door aluminiumoxide. Zirkonia-alumina Wordt gemaakt door ongestabiliseerd zirkoniumoxide toe te voegen aan aluminiumoxide om eigenschappen met een hogere breuktaaiheid te verkrijgen. Dit is het resultaat van de interactie tussen het scheurfront en de tweede fase.  Zirkonium gehard aluminiumoxide wordt gebruikt bij toepassingen zoals artroplastiek vanwege de verbeterde eigenschappen.

Gehard zirkoniumoxide met aluminiumoxide heeft daarentegen aluminiumoxide als verhardingsfase en zirkoniumoxide in de matrixfase. Het composiet wordt over het algemeen vervaardigd door aluminiumoxide aan zirkoniumoxide toe te voegen om een keramisch materiaal met een hoge taaiheid te verkrijgen. Alumina Zirkonia is duurzamer dan die van zuiver zirkonia.

Voordelen van zirkoniumoxide en aluminiumoxide-zirkoniumoxide

De hoge sterkte en breuktaaiheid van Alumina Zirkonia Maakt het geschikt voor toepassingen zoals tandheelkundige implantaten. Dankzij de superieure biocompatibiliteit zijn ze ook geschikt als orthopedische implantaten.

Alumina Zirkonia of Zirkonia-alumina Beide kunnen op nano- of microschaal worden bereid. Het percentage zirkoniumoxide en aluminiumoxide wordt dienovereenkomstig aangepast, afhankelijk van de vraag en de toepassing. Het composiet zoals Alumina Zirkonia of Zirkonia-alumina Zijn voordeliger dan gestabiliseerd zirkonium. Ze bieden verschillende eigenschappen vergeleken met gedeeltelijk gestabiliseerd zirkonium en yttrium-gestabiliseerd zirkonium.

Alumina Zirkonia En Zirkonia-alumina Bestand tegen degradatie bij lagere bedrijfstemperaturen. Ze bieden ook een hogere sterkte en een hoge breuktaaiheid. De vermoeiingssterkte van deze keramische composieten is veel beter dan die van gestabiliseerd zirkonium of yttriumgehard zirkonium.

Conclusie

Alumina gehard zirkonia en Zirkonium gehard aluminiumoxide behoren tot de beste composietkeramiek met vele voordelen. De combinatie van de twee verschillende keramieksoorten zorgt voor superieure eigenschappen in het uiteindelijke composiet. De fasewisseling heeft echter bijgedragen aan het verkrijgen van verschillende eigenschappen in het gevormde keramiek.