Zirkonyum Sertleştirilmiş Alümina Taneciklerinin (ZTA) Özellikleri ve Uygulamaları
Zirkonyum oksit ile güçlendirilmiş alümina tanecikleri (ZTA), hem üstün termal performans hem de yüksek tokluğa sahip özel bir aşınma direnci granülüdür. Zirkonyum oksit eklenerek güçlendirilmiş alümina, metal benzeri bir tokluk kazanır ve seramik malzeme olarak kırılganlığını azaltır.
ZTA taneleri aşağıdaki gibi birçok mükemmel özelliğe sahiptir:
1. Yüksek mukavemet, genel alümina seramik malzemelerin iki katından fazladır.
2. Yüksek parçacık tokluğu. Eğilme mukavemeti 720 MPa’ya, kırılma tokluğu ise 6,86 MPa·m1/2’ye ulaşır. ZTA seramiklerinin eğilme mukavemeti, alümina ve alüminyum nitrür seramiklerin 1,5 katından fazladır.
3. Sertleştirilmiş alüminanın kristal boyutu, alüminanın onda biri kadardır ve parçacıkların kaybı ve soyulması çok küçüktür, bu da ZTA parçacıklarını son derece aşınmaya dayanıklı hale getirir.
4. Sertleştirilmiş alüminadan yapılmış seramik ürünler, alümina ve alüminyum nitrür seramiklerden daha yüksek yansıtma özelliğine sahiptir.
5. Şiddetli termal şoka dayanabilir.
6. ZTA’nın ısı transfer performansı alüminanın 1,2 katıdır.
7. Yüksek elektrik yalıtımına ve küçük bir dielektrik sabitine sahiptir.
8. Çok düşük termal genleşme katsayısına sahiptir.
Uygulamalar
1. Kesici takımlar. Yüksek sertliği, aşınma direnci ve tokluğu nedeniyle ZTA, seramik kesici takımlar için uygundur.
2. Öğütme ortamı. ZTA bilyaları ve silindirleri, bilyalı değirmenlerde ve diğer öğütme ekipmanlarında öğütme ortamı olarak yaygın olarak kullanılır. Yüksek aşınma direnci ve sertlikleri, cevher, seramik ve pigment gibi çeşitli malzemelerin verimli bir şekilde öğütülmesini sağlar. ZTA kimyasal olarak inert olduğundan, ZTA öğütme ortamının kullanımı öğütülmüş malzemelerin kirlenmesini de önleyebilir.
3. Mekanik ekipmanlar için aşınmaya dayanıklı seramik astar. ZTA taneleri, freze makineleri veya diğer aşınmaya dayanıklı ekipmanlar için döküm astarları yapmak amacıyla metallerle birlikte kullanılabilir.
4. Rulmanlar. ZTA tanelerinin yüksek mukavemet, tokluk ve aşınma direnci gibi mükemmel mekanik özellikleri, onu rulman imalatı için uygun bir malzeme haline getirir. ZTA rulmanlar, otomotiv motorları, havacılık ekipmanları ve endüstriyel makineler gibi yüksek hızlı ve yüksek yük uygulamalarında kullanılabilir. Özellikle zorlu çalışma ortamlarında, geleneksel metal rulmanlara kıyasla daha iyi performans ve daha uzun hizmet ömrü sağlayabilirler.
5. Biyomedikal uygulamalar. Biyomedikal alanda ZTA, diş implantları ve ortopedik protezlerin yapımında kullanılır. Biyouyumluluğu, yüksek mukavemeti ve aşınma direnci, insan vücudunda uzun süreli kullanım için uygun olmasını sağlar. ZTA implantları daha iyi stabilite ve dayanıklılık sağlayarak, implant başarısızlığı riskini ve revizyon cerrahisi ihtiyacını azaltır.
6. Yüksek sıcaklık uygulamaları. ZTA, yüksek sıcaklık fırınları, ocaklar ve yakma fırınları için refrakter malzeme üretiminde kullanılır. Yüksek termal kararlılığı ve termal şoka karşı direnci, bu fırınların içindeki zorlu koşullara dayanmasını, fırın yapısını korumasını ve verimli ısı transferi sağlamasını sağlar.
