Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) Seramiklere Giriş

Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina (ZTA) seramikler, alüminanın yüksek mukavemet ve sertliğini zirkonyanın tokluğu ile birleştiren gelişmiş seramik malzemelerdir. Üretim süreci genellikle üç ana adımdan oluşur: seramik tozunun hazırlanması, hammaddelerin preslenmesi ve sinterleme ve işleme.

Zirkonya ile sertleştirilmiş alümina (ZTA) seramiklerin hazırlanması ve özellikleri

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) Seramiklerin Özellikleri

Zirkonya sertleştirilmiş alümina (ZTA) seramikler diğer malzemelerden daha üstündür ve çeşitli endüstriyel ortamlarda kullanılabilir, temel performans özellikleri şunlardır:

  • Yüksek mukavemet: ZTA seramikleri alüminanın yüksek sertliğine sahiptir, büyük mekanik yüklere dayanabilir.
  • Kırılma tokluğu: ZTA seramikleri, saf alümina ile karşılaştırıldığında zirkonyanın iyi tokluğuna sahiptir, darbedeki küçük zirkonya parçacıkları stres emici mikro çatlaklara dönüşecek, böylece yıkıcı arızaları önleyecek ve kırılma tokluğu birkaç kat artacaktır.
  • Termal kararlılık: ZTA seramikleri yakıcı sıcaklıklardan ve hızlı termal dalgalanmalardan etkilenmez ve zorlu ortamlara dayanabilir.
  • Kimyasal direnç: ZTA seramik yüzeyler korozyona ve aşındırıcı kimyasallara karşı son derece dayanıklıdır ve uzun ömürlü performans sağlar.

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) Seramiklerin Mekanik Özellikleri

Öğe Birim Parametre
Renk — beyaz
Yoğunluk g/cm³ 4.1~4.38
Sertlik GPa 15
Basınç Dayanımı MPa 2350
Eğilme dayanımı MPa 700
Kırılma tokluğu MPa-m1/2 3.5
Young modülü GPa 310
Poisson oranı — 0.26

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) Seramiklerin Termal Özellikleri

Öğe Birim Parametre
Maksimum çalışma sıcaklığı ℃ (mekanik yük olmadan) 1500
Termal iletkenlik @25℃ W/(m-K) 20
Doğrusal termal genleşme katsayısı 40-400°C,×10-6/°C 8
Özgül ısı J/(kg-K) 720
Termal şok direnci ℃ (su içinde) 300

Zirkonya Sertleştirilmiş Alümina (ZTA) Seramiklerin Elektriksel Özellikleri

Öğe Birim Parametre
Dielektrik sabiti 1MHz 10.2
Dielektrik dayanımı ac-kV/mm 9.0
Dielektrik kaybı 1MHz 20×10-4
Hacim direnci Ω-cm ＞1014
Hacim direnci Ω-cm ＞104

ZTA Seramik Uygulamaları

Zirkonya sertleştirilmiş alümina (ZTA) seramikler, mükemmel kapsamlı performansı nedeniyle aşağıdaki endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır:

  • Pompa ve valf endüstrisi: Aşındırıcı sıvılar ve bulamaçlarla çalışan pompaların, vanaların ve karıştırıcıların aşınma parçaları için idealdir.
  • Gıda ve içecek işleme: Gıda işleme ekipmanları için kontaminasyonsuz yıkayıcılar hijyen ve saflık sağlar.
  • Kimya ve ilaç endüstrisi: reaktörlerde, karıştırıcılarda ve diğer ekipmanlarda sert kimyasallara ve aşındırıcı ortamlara dayanır.
  • Tekstil endüstrisi: İplik ve kumaş kalitesini artırmak için kılavuz silindirler ve gerdirme cihazları için pürüzsüz, aşınmaya dayanıklı pullar.
  • Havacılık ve Savunma: Hafifliği ve yüksek mukavemet özellikleri onu zorlu havacılık ve savunma uygulamaları için uygun hale getirir.

ZTA Seramik Hazırlama Süreci Adımları

Gözle görülmeyen tozdan cilalı alt tabakaya kadar, zirkonya sertleştirilmiş alümina (ZTA) seramik hazırlama süreci aşağıdaki adımları içerir:

  1. Seramik tozunun hazırlanması: dozajı kontrol etmek için bilyalı değirmenlerin, bilyalı değirmenlerin, sprey kurutucuların kullanımı, seramik tozunun hazırlanması.
  2. Hammaddelerin preslenmesi: Hammaddeler istenen şekil ve yoğunlukta preslenir.
  3. Sinterleme işlemi: ZTA seramikleri sıcak presleme, sıcak izostatik presleme, sürekli sıcak presleme sinterleme ve diğer yöntemlerle sinterlenir.

Özet

Diğer malzemelerle karşılaştırıldığında, ZTA seramikleri çok yönlülükleri ve üstün performansları nedeniyle çeşitli endüstriyel üretim ortamlarında giderek daha fazla kullanılmaktadır. Yüksek kaliteli seramik parçalara olan talep artmaya devam ettikçe ZTA seramiklerin sektördeki popülaritesinin de artması beklenmektedir.