Che cos'è l'allumina di zirconio?
L'allumina di zirconio, nota anche come allumina indurita con zirconio (ZTA), è un mezzo ceramico indurito costituito da ossido di alluminio e ossido di zirconio. Viene spesso utilizzato nell'industria come mezzo di sabbiatura e nelle applicazioni di fusione e fonderia. Le sue qualità abrasive lo rendono un candidato eccellente per la produzione di mole e dischi. L'incorporazione dal 10% al 20% di zirconia aumenta la resistenza dell'allumina attraverso un processo noto come indurimento della trasformazione indotto dalla forza. Questo composito è così duro e resistente all'usura che viene utilizzato anche in applicazioni mediche come la sostituzione delle articolazioni.
L'allumina di zirconio appartiene a una classe di materiali chiamati ceramiche, definiti solidi inorganici e non metallici creati dal calore elevato seguito dal raffreddamento. Le ceramiche sono suddivise in quattro categorie: strutturali, refrattari, bianchi e tecnici. L'allumina di zirconio appartiene all'ultima categoria, che è composta da ossidi, non ossidi e compositi. È un prodotto della combinazione di ossido di alluminio e ossido di zirconio, quindi è classificato come composito.
Il metodo di indurimento della trasformazione indotto dalla forza produce un composito in base al quale la zirconia viene distribuita uniformemente su tutto il terreno. Il processo induce un interruttore di fase, causando fessurazioni nella struttura della zirconia e un cambiamento nella forma e nel volume della particella, che quindi aumenta la pressione sulle particelle di alluminio. Lo stress sigilla le crepe e rende il composito resistente a ulteriori rotture. Questo processo raddoppia efficacemente la resistenza del materiale, creando un composito molto più duro della sola allumina.
L'allumina di zirconio prodotta in questo modo possiede altri attributi oltre alla sua maggiore resistenza. Il materiale è in grado di resistere a temperature molto elevate senza perdita di utilità, è resistente alla corrosione ed è molto resistente all'usura. L'allumina di zirconio ha una varietà di usi industriali, come la sabbiatura, e gli utensili da taglio per metallo possono essere realizzati con questo materiale. Viene utilizzato nella produzione di sedi di valvole e altri componenti del motore di veicoli e la sua resistenza alla corrosione fa un uso comune di guarnizioni, boccole e giranti della pompa.
L'allumina di zirconio viene anche utilizzata nell'industria medica, principalmente nelle parti di ricambio per giunti. La resistenza all'usura, la durabilità e la capacità di sopportare un peso elevato rendono l'allumina di zirconia il materiale di scelta per gli impianti ortopedici. Inoltre, il composito viene utilizzato nella sua forma abrasiva per macinare e ritagliare gli impianti ortopedici una volta rilasciati dagli stampi. Le ruote da taglio realizzate in allumina di zirconio sono preferite per la prefinitura di molti tipi di impianti, perché tagliano più velocemente delle ruote fatte di allumina, durano molte volte più a lungo e funzionano bene sui materiali induriti utilizzati negli impianti.