Võrratu vastupidavus koos tsirkooniumoksiidiga keraamiline

Tsirkooniumoksiid pakub täiustatud materjalilahendusi paljude tööstuslike rakenduste jaoks. Alates ZTA komposiidi imestusest kuni Ce-TZP kõvakindlate omadusteni pakub selle koostise mitmekesisus suure jõudlusega lahendusi, mis katavad mitmesuguseid tööstusvajadusi.

Lisanduslikult valmistatud tsirkooniumoksiidkeraamika mehaanilisi omadusi võivad mõjutada mitmed tegurid, sealhulgas tooraine suspensiooni suhe, poorsus ja aglomeerid, kihtide vaheline ühendus ja kokkutõmbumine.

De Corematrix (r) 3D Pro

Keraamilised plokid on üha populaarsem valik hambaproteeside restaureerimiseks, kuna need on tugevamad ja vastupidavamad kui teised restaureerivad materjalid. Keraamilised plokid on ka väiksema soojuspaisumise koefitsiendiga, mis tähendab, et need ei paisu ega tõmbu kokku temperatuurikõikumiste korral, mistõttu sobivad need ideaalselt kasutamiseks temperatuurimuutustele allutatud piirkondades, nagu kroonid ja vineerid. Lisaks sellele on keraamilisi plokke lihtsam puhastada kui teisi materjale - veel üks tegur, mis muudab keraamika atraktiivseks valikuks hambaravi rakendustes, mis nõuavad vastupidavust.

CAD/CAM-valmistatud täiskeraamilised proteesid võivad pakkuda patsientidele pikaajalisi ja ilusaid tulemusi, kuid kõik keraamilised proteesid ei ole võrdsed. Teatud keraamika pakub paremat biosobivust ja esteetikat kui teised, seega on iga patsiendi individuaalsete vajaduste jaoks ideaalse materjali valimine võtmetähtsusega. Liitiumdisilikaat ja tsirkooniumoksiid on praegu kaks populaarset valikut, kui neid kasutatakse restaureerivaks raviks.

Kuid tänu CAD/CAM-tehnoloogia arengule on hambaarstidele nüüd rohkem võimalusi. ZrO (ütriumoksiidistabiliseeritud tsirkooniumoksiid) on äärmiselt kõva materjal, millel on üks kõrgemaid mehaanilisi omadusi, mis on kunagi hambaravikeraamika puhul registreeritud, ning mille paindetugevus on kuni 100 MPa, mis tähendab, et see on murdumisvastasem kui PFM- või metallipõhised kroonid. Lisaks sellele ei sisalda monoliitne ZrO haavatavaid kihte, mis sulandavad seda aluskonstruktsioonimaterjalidega, nagu kuld või portselanist aluskonstruktsioonimaterjalid, mis võimaldab valmistamist CAD/CAM-süsteemide abil.

ZTA võllid

ZTA-keraamika on täiustatud tsirkooniumoksiidiga karastatud alumiiniumoksiidi hübriidmaterjal, millel on mõlema materjali eelised. Kuigi ZTA-l on endiselt suurepärane kulumiskindlus ja suurem kõvadus/kõvadus, mis tagab suurema jõudluse ja pikema eluea, annab selle tsirkooniumoksiidiga karastatud struktuur ZTA-le suurepärase korrosioonikindluse, mis võimaldab taluda keskkondi, mis muud keraamikat hävitaksid.

Alumiiniumoksiidist ja tsirkooniumoksiidist valmistatud ZTA-keraamilised võllid on arenenud tööstuskeraamika kõrgeima voolavuspiiriga, mis võimaldab neil pikema aja jooksul enne rikke tekkimist kõrgemaid temperatuure taluda. See eelis muudab ZTA võllid eriti sobivaks mehaaniliste seadmete rakendustes, kus kulumis- ja rebenemissurve põhjustab aja jooksul pingeväsimuskahjustusi.

Tsirkooniumoksiid, millele on lisatud ütriumoksiid, muutub palju tugevamaks kui tavaline alumiiniumoksiid ja räninitriid, andes sellele kümme korda suurema löögikindluse. Kui objekt tabab ZTA-keraamilist võlli, toimivad selle tsirkooniumoksiidisisaldused nagu pisikesed tõkked, mis absorbeerivad ja hajutavad energiat, enne kui selle struktuuris tekivad praod.

ZTA keraamilised torud leiavad mitmesuguseid nõudlikke rakendusi masinaehituses, tulekindlates, keemia- ja metallurgiatööstuses. Kõrge vastupidavus kõrgetele temperatuuridele, hapetele ja leelistele koos suurepärase kõvaduse ja sitkusega muudab selle ideaalseks vahendiks keemiliste vedelike transportimiseks või nende transportimiseks isoleerivateks kaitsemantliteks. Lisaks on need biosobilikud, mittetoksilised ja saastevabad - ideaalsed meditsiiniliseks ja tulekindlaks kasutamiseks!

MSZ

Tsirkooniumoksiidist keraamiline materjal on üks kõige vastupidavamaid keraamilisi materjale turul, pakkudes erakordset kulumiskindlust ja kulumiskindlust, mis toimib isegi töökeskkonnas, kus plastid, metallid ja teised keraamilised materjalid ei suuda seda teha. Tsirkooniumoksiidi võib leida muu hulgas konstruktsioonielementides, puksides, kolbmuhvides, juhtseadmete isolaatorites.

Alumiiniumoksiidi, MSZ-i ja YSZ-i murdepindade SEM-kujutistel on kõik kolmemoodilised mikrostruktuurid, mis mõjutavad oluliselt murdumisviisi. YSZi puhul näitavad need mikrostruktuurid intergranulaarset purunemisviisi, samas kui MSZi ja WO3 puhul näitavad need transgranulaarset purunemisviisi; mõlema materjali katsetulemused olid kõigi kolme katsetatud materjali puhul lähedased eksperimentaalsetele purunemisväärtustele.

Magneesiumoksiidiga stabiliseeritud tsirkooniumoksiidiga (2,8mol% MgO) ja WO3-ga modifitseeritud poorsetel mullitiproovidel on paagutatud proovide seas suurim näiline poorsus, mille keskmine poorsus on 73,2 + 2,2%. WO3 koguse kahekordistamine vähendab poorsust 66 + 2%-ni.

MSZ- ja WO3-keraamiliste proovide puhul on kõrge erisoojusvõimsus koos madala soojusdifussiivsusega, mis parandab oluliselt termilise šoki vastupidavust võrreldes ütriumiga stabiliseeritud tsirkooniumoksiidi (8mol% Y2O3) ja WO3-ga. Alumiiniumoksiidi, MSZ-i ja YSZ-i TRS-katsed näitasid iseloomulikke tugevusi, mis jäävad tehnokeraamika puhul eeldatavate vastuvõetavate väärtuste piiresse, samas kui nende Weibulli moodulid jäävad arenenud tehnokeraamika puhul vastuvõetavatesse vahemikesse.

CSZ

Yttria osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiid (Y-PSZ) on juba pikka aega olnud soojuspiirde kattematerjalide (TBC) jaoks sobiv keraamiline materjal. See pakub kõrget temperatuuristabiilsust, suurepärast sitkust ja madalat soojusjuhtivust - samuti vananemist kõrgetel temperatuuridel hapnikutranspordi ioonide transpordi puudumise tõttu; selle vastupidavust kahjustab aga vananemine ja tihendamine kõrgetel temperatuuridel; piiratud hapnikutransport halvendab vastupidavust veelgi. Nende puuduste kõrvaldamiseks pakub Ceria-stabiliseeritud tsirkooniumoksiidiga keraamika (CSZ) paremat termilise šoki vastupidavust tänu Ceria-stabiliseeritud tsirkooniumi kasutamisele oksüdatsiooni edendajana ning kahekihilisele konstruktsioonile, mis pakub suuremat termilise šoki vastupidavust.

Võrreldes 8 kaaluga%-ütriumi, pakub CSZ paremaid vastupidavuse ja sitkuse omadusi. Lisaks sellele ei toimu kõrgetel temperatuuridel faasisiiret ja see pakub paremat paagutuskindlust. Lisaks sellele võimaldavad selle soojusülekandetegurid ja hapnikuioonide difussiivsus paremini vältida sidekihi ja põhimiku oksüdeerumist.

Täiustatud materjale, sealhulgas gadoliiniumtsirkonaati (GZO), lantaanheksaluminaati (LaAlO3), kaltsiumtsirkonaati (CaZrO3) ja tseeriumstabiliseeritud tsirkooniumi (CSZ) kasutatakse tipptasemel termomehaanilistes laagrikatetes (TBC), et kaitsta metalle ja keraamikat kuumutatud lagunemise eest, pakkudes suuremat kulumiskaitset ja kõrgtemperatuurilist korrosioonikindlust gaasiturbiinirakendustes.

Teadlased viisid läbi kuuma korrosiooni katsetused paksude CYSZ mitmekihiliste süsteemidega, et paremini mõista nende käitumist kuumal temperatuuril. Pärast iga tsooni põhjalikku analüüsi ei olnud näha agressiivsete S- ja Na-soolade põhjustatud kahjustusi. Lisaks sellele püsis TGO tsoonide morfoloogia kattekihiga kooskõlas ka pärast kuuma korrosioonikatsete lõpetamist.