Co to jest tlenek cyrkonu?

Tlenek cyrkonu, znany również jako tlenek glinowy cyrkonowy (ZTA), jest utwardzonym środkiem ceramicznym wykonanym z tlenku glinu i tlenku cyrkonu. Jest często stosowany w przemyśle jako środek do piaskowania oraz w zastosowaniach odlewniczych i odlewniczych. Jego właściwości ścierne sprawiają, że jest doskonałym kandydatem do produkcji ściernic i tarcz. Włączenie od 10 do 20 procent tlenku cyrkonu zwiększa wytrzymałość tlenku glinu w procesie znanym jako hartowanie transformacyjne indukowane siłą. Ten kompozyt jest tak twardy i odporny na zużycie, że jest również stosowany w zastosowaniach medycznych, takich jak wymiana stawów.

Tlenek cyrkonu należy do klasy materiałów zwanych ceramiką, definiowanych jako nieorganiczne i niemetaliczne substancje stałe wytwarzane przez wysokie ciepło, a następnie chłodzenie. Ceramika jest podzielona na cztery kategorie: strukturalne, ogniotrwałe, białe i techniczne. Tlenek cyrkonu należy do ostatniej kategorii, która składa się z tlenków, nietlenków i kompozytów. Jest produktem łączenia tlenku glinu i tlenku cyrkonu, dlatego jest klasyfikowany jako kompozyt.

Metoda hartowania transformacyjnego indukowanego wytrzymałością daje kompozyt, w którym tlenek cyrkonu jest równomiernie rozmieszczony w całym ośrodku. Proces ten indukuje zmianę fazy, powodując pęknięcia w strukturze tlenku cyrkonu oraz zmianę kształtu i objętości cząsteczki, co następnie zwiększa nacisk na cząstki aluminium. Naprężenie uszczelnia pęknięcia i sprawia, że ​​kompozyt jest odporny na dalsze rozpadanie się. Ten proces skutecznie podwaja wytrzymałość materiału, tworząc kompozyt, który jest znacznie twardszy niż sam tlenek glinu.

Wytworzony w ten sposób tlenek cyrkonu oprócz swojej zwiększonej wytrzymałości ma inne właściwości. Materiał jest w stanie wytrzymać bardzo wysokie temperatury bez utraty użyteczności, jest odporny na korozję i jest bardzo odporny na zużycie. Tlenek cyrkonu ma wiele zastosowań przemysłowych, takich jak piaskowanie, a z tego materiału można wykonać narzędzia do cięcia metalu. Jest on stosowany do produkcji gniazd zaworów i innych części silnika pojazdu, a jego odporność na korozję sprawia, że ​​jest stosowany w uszczelnieniach pomp, tulejach i wirnikach.

Tlenek cyrkonu jest również stosowany w przemyśle medycznym, przede wszystkim w stawach części zamiennych. Odporność na zużycie, trwałość i zdolność do wytrzymywania dużej masy sprawiają, że tlenek glinu cyrkonowy jest materiałem z wyboru w implantach ortopedycznych. Ponadto kompozyt stosuje się w postaci ściernej do szlifowania i przycinania implantów ortopedycznych po ich uwolnieniu z form. Ściernice wykonane z tlenku glinu cyrkonowego są preferowane do wstępnego wykańczania wielu rodzajów implantów, ponieważ tną szybciej niż koła wykonane tylko z tlenku glinu, trwają wiele razy dłużej i działają dobrze na utwardzonych materiałach używanych w implantach.