Introdução à cerâmica de alumina endurecida com zircónio (ZTA)
As cerâmicas de alumina endurecida com zircónia (ZTA) são materiais cerâmicos avançados que combinam a elevada resistência e dureza da alumina com a tenacidade da zircónia. O processo de produção consiste normalmente em três etapas principais: preparação do pó cerâmico, prensagem das matérias-primas e sinterização e processamento.

Propriedades da cerâmica de alumina endurecida com zircónio (ZTA)
As cerâmicas de alumina endurecida com zircónio (ZTA) são superiores a outros materiais e podem ser utilizadas numa variedade de ambientes industriais, as suas principais caraterísticas de desempenho incluem
- Alta resistência: As cerâmicas ZTA têm a elevada dureza da alumina, podendo suportar grandes cargas mecânicas.
- Resistência à fratura: As cerâmicas ZTA têm a boa tenacidade da zircónia, em comparação com a alumina pura, as minúsculas partículas de zircónia no impacto serão transformadas em microfissuras absorventes de tensão, evitando assim falhas catastróficas e a tenacidade à fratura aumentada várias vezes.
- Estabilidade térmica: As cerâmicas ZTA não são afectadas por temperaturas elevadas nem por flutuações térmicas rápidas e são capazes de resistir a ambientes agressivos.
- Resistência química: Os substratos cerâmicos ZTA são altamente resistentes à corrosão e aos produtos químicos corrosivos, garantindo um desempenho duradouro.
Propriedades mecânicas das cerâmicas de alumina endurecida com zircónio (ZTA)
| Item | Unidade | Parâmetro |
| Cor | - | branco |
| Densidade | g/cm³ | 4.1~4.38 |
| Dureza | GPa | 15 |
| Resistência à compressão | MPa | 2350 |
| Resistência à flexão | MPa | 700 |
| Resistência à fratura | MPa-m1/2 | 3.5 |
| Módulo de Young | GPa | 310 |
| Rácio de Poisson | - | 0.26 |
Propriedades térmicas das cerâmicas de alumina endurecida com zircónio (ZTA)
| Item | Unidade | Parâmetro |
| Temperatura máxima de funcionamento | ℃ (sem carga mecânica) | 1500 |
| Condutividade térmica | @25℃ W/(m-K) | 20 |
| Coeficiente de expansão térmica linear | 40-400°C,×10-6/°C | 8 |
| Calor específico | J/(kg-K) | 720 |
| Resistência ao choque térmico | ℃(em água) | 300 |
Caraterísticas eléctricas das cerâmicas de alumina endurecida com zircónio (ZTA)
| Item | Unidade | Parâmetro |
| Constante dieléctrica | 1MHz | 10.2 |
| Resistência dieléctrica | ac-kV/mm | 9.0 |
| Perda dieléctrica | 1MHz | 20×10-4 |
| Resistência do volume | Ω-cm | >1014 |
| Resistência do volume | Ω-cm | >104 |
Aplicações da cerâmica ZTA
As cerâmicas de alumina endurecida com zircónio (ZTA) são amplamente utilizadas nas seguintes indústrias devido ao seu excelente desempenho global:
- Indústria de bombas e válvulas: Ideal para peças de desgaste de bombas, válvulas e agitadores que lidam com fluidos abrasivos e lamas.
- Processamento de alimentos e bebidas: as lavadoras livres de contaminação para equipamentos de processamento de alimentos garantem higiene e pureza.
- Indústria química e farmacêutica: suportar produtos químicos agressivos e ambientes corrosivos em reactores, agitadores e outros equipamentos.
- Indústria têxtil: Anilhas lisas e resistentes ao desgaste para rolos-guia e dispositivos de tensionamento para melhorar a qualidade do fio e do tecido.
- Aeroespacial e Defesa: O peso leve e as propriedades de elevada resistência tornam-no adequado para aplicações exigentes no sector aeroespacial e da defesa.
Etapas do processo de preparação da cerâmica ZTA
Do pó discreto ao substrato polido, o processo de preparação da cerâmica de alumina endurecida com zircónio (ZTA) inclui as seguintes etapas:
- A preparação do pó cerâmico: a utilização de moinhos de bolas, moinhos de bolas, secadores por pulverização para controlar a dosagem, a preparação do pó cerâmico.
- Prensagem das matérias-primas: as matérias-primas são prensadas até atingirem a forma e a densidade desejadas.
- Processamento de sinterização: As cerâmicas ZTA são sinterizadas por prensagem a quente, prensagem isostática a quente, sinterização contínua por prensagem a quente e outros métodos.
Resumo
Em comparação com outros materiais, as cerâmicas ZTA são cada vez mais utilizadas numa variedade de ambientes de produção industrial devido à sua versatilidade e desempenho superior. Espera-se que a popularidade da cerâmica ZTA na indústria aumente à medida que a procura de peças cerâmicas de alta qualidade continua a crescer.






