خواص و کاربردهای دانه‌های آلومینای چقرمه شده زیرکونیا (ZTA)
دانه آلومینای چقرمه شده زیرکونیا (ZTA) یک دانه مقاوم در برابر سایش ویژه با عملکرد حرارتی برتر و چقرمگی بالا است. با افزودن اکسید زیرکونیوم، آلومینای چقرمه شده چقرمگی مشابه فلز پیدا می‌کند و مانند مواد سرامیکی شکننده نیست.
دانه‌های ZTA خواص بسیار خوبی مانند زیر دارند:
۱. استحکام بالا، بیش از دو برابر مواد سرامیکی آلومینای عمومی.
۲. چقرمگی بالای ذرات. استحکام خمشی به ۷۲۰ مگاپاسکال و چقرمگی شکست به ۶.۸۶ مگاپاسکال بر متر مربع می‌رسد. استحکام خمشی سرامیک‌های ZTA بیش از ۱.۵ برابر سرامیک‌های آلومینا و نیترید آلومینیوم است.
۳. اندازه کریستال آلومینای چقرمه شده یک دهم آلومینا است و از بین رفتن و کنده شدن ذرات بسیار کم است که باعث می‌شود ذرات ZTA بسیار مقاوم در برابر سایش باشند.
۴. محصولات سرامیکی ساخته شده از آلومینای چقرمه شده بازتابندگی بالاتری نسبت به سرامیک‌های آلومینا و نیترید آلومینیوم دارند.
۵. می‌توانند در برابر شوک حرارتی شدید مقاومت کنند.
۶. عملکرد انتقال حرارت ZTA ۱.۲ برابر آلومینا است.
۷. عایق الکتریکی بالا و ثابت دی‌الکتریک کوچکی دارد.
۸. ضریب انبساط حرارتی بسیار کم.
کاربردها
۱. ابزارهای برش. به دلیل سختی بالا، مقاومت در برابر سایش و چقرمگی، ZTA برای ابزارهای برش سرامیکی مناسب است.
۲. واسطه‌های آسیاب. گلوله‌ها و استوانه‌های ZTA معمولاً به عنوان واسطه‌های آسیاب در آسیاب‌های گلوله‌ای و سایر تجهیزات آسیاب استفاده می‌شوند. مقاومت سایشی و سختی بالای آنها، آسیاب کردن کارآمد مواد مختلف مانند سنگ معدن، سرامیک و رنگدانه‌ها را تضمین می‌کند. استفاده از واسطه‌های آسیاب ZTA همچنین می‌تواند از آلودگی مواد آسیاب شده جلوگیری کند، زیرا ZTA از نظر شیمیایی بی‌اثر است.
۳. پوشش سرامیکی مقاوم در برابر سایش برای تجهیزات مکانیکی. دانه‌های ZTA می‌توانند با فلزات برای ساخت پوشش‌های ریخته‌گری برای ماشین فرز یا سایر تجهیزات مقاوم در برابر سایش کار کنند.
۴. یاتاقان‌ها. خواص مکانیکی عالی دانه ZTA، از جمله استحکام بالا، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش، آن را به ماده‌ای مناسب برای ساخت یاتاقان تبدیل می‌کند. یاتاقان‌های ZTA را می‌توان در کاربردهای پرسرعت و پربار، مانند موتورهای خودرو، تجهیزات هوافضا و ماشین‌آلات صنعتی، استفاده کرد. آنها می‌توانند عملکرد بهتر و عمر طولانی‌تری در مقایسه با یاتاقان‌های فلزی سنتی، به ویژه در محیط‌های عملیاتی سخت، ارائه دهند.
۵. کاربردهای زیست‌پزشکی. در حوزه زیست‌پزشکی، ZTA برای ساخت ایمپلنت‌های دندانی و پروتزهای ارتوپدی استفاده می‌شود. زیست‌سازگاری، استحکام بالا و مقاومت در برابر سایش آن، آن را برای استفاده طولانی‌مدت در بدن انسان مناسب می‌کند. ایمپلنت‌های ZTA می‌توانند پایداری و دوام بهتری را فراهم کنند و خطر شکست ایمپلنت و نیاز به جراحی‌های ترمیمی را کاهش دهند.
۶. کاربردهای دما بالا. ZTA در تولید مواد نسوز برای کوره‌های دما بالا، کوره‌ها و زباله‌سوزها استفاده می‌شود. پایداری حرارتی بالا و مقاومت آن در برابر شوک حرارتی به آن اجازه می‌دهد تا در برابر شرایط سخت داخل این کوره‌ها مقاومت کند، از ساختار کوره محافظت کند و انتقال حرارت کارآمد را تضمین کند.
