Почему композитная керамика? Чем отличаются циркониевый закаленный оксид алюминия и циркониевый закаленный оксид алюминия?

Композитная керамика возвысила науку о материалах, добившись ошеломляющих успехов. Цирконий, закаленный оксидом алюминия и закаленный цирконий из оксида алюминия — это две композитные керамики, которые предлагают преимущества циркония и оксида алюминия. В статье ниже перечислены все основные различия между Цирконий, закаленный оксид алюминия и закаленный оксид алюминия цирконий в качестве керамики.

Оксид циркония и алюминия: обзор

Глинозем и Цирконий являются двумя наиболее распространенными керамическими материалами, используемыми в машиностроении. Оксид алюминия известен своей хорошей теплопроводностью и превосходной твердостью. Цирконий известен своей превосходной прочностью и термической стойкостью. Прочность и термическая стойкость циркония обеспечивают механическую устойчивость, достигаемую при высокой температуре и более высоком напряжении.

Свойства циркония и циркониевой керамики (ZrO2)

Оксид циркония, иногда известный как цирконий, обычно встречается в белой кристаллической форме, известной как бадделеит. Это один из наиболее изученных керамических материалов, имеющий моноклинную форму. Цирконий также демонстрирует переход в тетрагональную и кубическую форму при более высокой рабочей температуре. Цирконий стабилизируется при добавлении различных соединений, таких как иттрий, это замедлит изменения форм.

Основное применение циркония — производство твердой керамики, поскольку он образует огнеупорный материал, абразивы и эмали. Он также образует стоматологические элементы благодаря своей биосовместимой природе. Стабилизированный цирконий часто используется в кислородных датчиках и топливных элементах. Он имеет высокую ионную проводимость и успешно применяется в электрокерамике.

Свойства керамического циркония перечислены здесь. 

Керамика из оксида алюминия и свойства керамики из оксида алюминия (Al2O3)

rAlumina или оксид алюминия также называют Aloxide и Alundum. Оксид алюминия является одним из лучших электроизоляторов, предлагая более высокую теплопроводность. Он, как правило, нерастворим в воде и обычно встречается в кристаллической форме, известной как Corundum. Он обеспечивает превосходную биосовместимость и инертность, что делает его идеальным для медицинских устройств.

Оксид алюминия демонстрирует высокую твердость, износостойкость и устойчивость к низким эрозионным ситуациям. Высокая термостойкость, термическая стабильность и хорошая теплопроводность являются другими дополнительными преимуществами использования Керамика из оксида алюминия Керамика из оксида алюминия часто подходит для высокотемпературного применения, например, в качестве термопар в реакторах или системах отопления.

Свойства керамического оксида алюминия перечислены здесь:

Цирконий против оксида алюминия

В приведенной ниже таблице представлено сравнение двух элементов, используемых в ZTA и ATZ.

Циркониевый закаленный оксид алюминия (Al2O3-ZrO2)

Цирконий, закаленный оксидом алюминия как следует из названия, это комбинация циркония и глинозема. Цирконий — это оксид циркония, который присутствует в 1/5 или 1/10 части в материале Цирконий, закаленный оксид алюминияИзделия из ZTA, как правило, долговечнее и прочнее изделий из оксида алюминия, а их стоимость ниже, чем у изделий из чистого циркония.

Цирконий оксид алюминия в основном используется в приложениях, где ожидаются структурные достоинства, поскольку они придают стабильность, твердость и износостойкость. Цирконий оксид алюминия имеет много преимуществ, включая рабочую температуру 1500 °C. Цирконий оксид алюминия имеет более высокую вязкость разрушения, отличную прочность на изгиб и имеет повышенную устойчивость к старению из-за гидротермальных аспектов. Они спекаются и подвергаются горячему изостатическому прессованию для обеспечения Цирконий оксид алюминия обеспечивает надежность приложений, которым они подвергаются.

Свойства циркониевого закаленного оксида алюминия

Свойства Цирконий, закаленный оксидом алюминия имеет значительный вклад в природу и функциональность материала. Механическая прочность Цирконий оксид алюминия является результатом метастабильной тетрагональной фазы образующихся зерен. Обычный образец образующегося ZTA будет иметь процент 10–20 процентов ZrO2. Процент ZrO2 является решающим фактором, когда речь идет об использовании ZTA в различных приложениях.

ЗТА по цене находится между оксидом алюминия и цирконием, поскольку геометрия рассматривается как промежуточная между оксидом алюминия и циркониевой керамикой. Отсюда стоимость Цирконий оксид алюминия намного ниже, чем у чистого циркония и оксида алюминия. Прочность композита увеличивается с помощью процесса, называемого трансформацией под действием напряжения для упрочнения композита.

Применение циркониевого закаленного оксида алюминия

Приложения Цирконий, закаленный оксид алюминия приведены для справки ниже:

• Нити, калибры проволоки и металлические ролики промышленного назначения

• Экструзионные матрицы из металла

• Материал для клапанов и седел клапанов для долговечного применения в промышленности.

• Используется для изготовления износостойких насадок.

• Используется для изготовления насосных элементов, которые могут использоваться в условиях сверхвысокого давления.

• Используется в качестве материала для изготовления шаровых кранов и седел в линиях транспортировки абразивных жидкостей или материалов с высокой текучестью.

Закаленный цирконий на основе оксида алюминия

Alumina Toughened Zirconia (ATZ) — это керамический композит с безупречной твердостью, прочностью, износостойкостью и коррозионной стойкостью. ATZ в основном формируется обычным изостатическим прессованием для повышения надежности механических свойств материала. Alumina Toughened Zirconia, как правило, более устойчив к повреждениям, чем Zirconia. Оксид алюминия и циркония обычно входит в набор композитов, известных как AZ-композиты.

Свойства циркония, закаленного оксидом алюминия

Закаленный оксидом алюминия цирконий функционирует при рабочей температуре 1500 °C. Он обладает высокой износостойкостью, химической инертностью и чрезвычайной вязкостью разрушения. Он обеспечивает более высокую прочность по сравнению с чистым цирконием.

Свойства оксида алюминия и циркония

• Оксид алюминия и циркония используется в оборудовании высокого давления, таком как клапаны и седла клапанов

• Оксид алюминия и циркония используется в качестве роликов и направляющих для формовки металла

• Они используются в подшипниках вала и в качестве материала втулок.

Закаленный цирконий, оксид алюминия против закаленного циркония, оксида алюминия

Цирконий оксид алюминия и оксид циркония композитная керамика, состоящая из циркония и оксида алюминия. Цирконий придает свойство частичной стабилизации в своей тетрагональной фазе, а оксид алюминия придает умеренную прочность. Сочетание оксида алюминия и циркония помогает сохранять свойства более высокой твердости и хорошей прочности. Оно также придает устойчивость к деградации при низкой температуре.

В Цирконий оксид алюминия Керамика, цирконий делает фазу закалки, а фаза матрицы состоит из оксида алюминия. Цирконий оксид алюминия производится путем добавления нестабилизированного циркония к оксиду алюминия для придания свойств более высокой вязкости разрушения. Это является результатом взаимодействия между фронтом трещины и второй фазой.  Цирконий, закаленный оксид алюминия используется в таких областях, как артропластика, благодаря своим улучшенным свойствам.

С другой стороны, закаленный цирконий с оксидом алюминия имеет оксид алюминия в качестве фазы закалки и цирконий в матричной фазе. Композит обычно изготавливается путем добавления оксида алюминия к цирконию для получения керамического материала с высокой прочностью. Керамический Оксид алюминия и циркония более долговечен, чем чистый цирконий.

Преимущества циркония, оксида алюминия и циркония из оксида алюминия

Высокая прочность и вязкость разрушения Оксид алюминия и циркония делает его пригодным для таких применений, как зубные имплантаты. Они также подходят в качестве ортопедических имплантатов благодаря своей превосходной биосовместимости

Оксид алюминия и циркония или Цирконий оксид алюминия оба могут быть подготовлены в нано- или микромасштабе. Процент циркония и оксида алюминия регулируется соответственно в зависимости от спроса и применения. Композит, такой как Оксид алюминия и циркония или Цирконий оксид алюминия более выгодны, чем стабилизированный цирконий. Они предлагают разнообразие свойств по сравнению с частично стабилизированным цирконием и стабилизированным иттрием цирконием.

Оксид алюминия и циркония и Цирконий оксид алюминия противостоит деградации при более низкой рабочей температуре. Они также обладают более высокой прочностью и высокой вязкостью разрушения. Усталостная прочность этих керамических композитов намного лучше стабилизирована цирконием или цирконием, закаленным иттрием.

Итог

Цирконий, закаленный оксидом алюминия и Цирконий, закаленный оксид алюминия являются двумя из лучших композитных керамических материалов с множеством преимуществ. Сочетание двух различных видов керамики придает превосходные свойства окончательно сформированному композиту. Однако переключение фаз помогло придать сформированной керамике другой набор свойств.