Ứng dụng của Zirconia-Toughened Alumina

Alumina cường lực Zirconia (ZTA) là vật liệu gốm composite hiệu suất cao kết hợp độ cứng và khả năng chống mài mòn của alumina (Al₂O₃) với độ bền gãy của zirconia (ZrO₂). Sự kết hợp này tạo ra vật liệu có tính chất cơ học vượt trội, phù hợp với các ứng dụng đòi hỏi khắt khe trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Dưới đây là các thông tin chi tiết chính về ZTA và các ứng dụng của nó:

1. Thành phần & Tính chất

• Nhôm oxit (Al₂O₃) : Có độ cứng cao, khả năng chống mài mòn và ổn định nhiệt.

• Zirconia (ZrO₂) : Tăng cường độ dẻo dai bằng cách trải qua  quá trình chuyển đổi pha do ứng suất gây ra , hấp thụ năng lượng và ngăn ngừa sự lan truyền vết nứt.

• Thành phần điển hình : 10-20% ZrO₂ trong ma trận Al₂O₃.

Thuộc tính chính:

• Độ bền gãy cao (so với nhôm oxit nguyên chất)

• Khả năng chống mài mòn tuyệt vời

• Độ ổn định nhiệt và hóa học tốt

• Độ bền và độ cứng cao

2. Ứng dụng của Zirconia-Toughened Alumina (ZTA)

A. Y khoa & Nha khoa

• Cấy ghép chỉnh hình  (ví dụ, khớp hông và đầu gối) – do tính tương thích sinh học và khả năng chống mài mòn.

• Cấy ghép răng và mão răng  – độ bền và tính thẩm mỹ được cải thiện so với zirconia hoặc alumina nguyên chất.

B. Các bộ phận hao mòn công nghiệp

• Dụng cụ cắt & chèn  – tăng cường độ bền cho các ứng dụng gia công.

• Khuôn kéo dây  – chống mài mòn.

• Phớt và vòng bi bơm  – chịu được môi trường khắc nghiệt.

C. Phòng thủ và Giáp

• Giáp chống đạn  (áo giáp, bảo vệ xe) – cải thiện khả năng chống va đập nhờ hấp thụ năng lượng từ quá trình chuyển đổi pha zirconia.

D. Điện tử & Kỹ thuật

• Linh kiện bán dẫn  – được sử dụng trong môi trường chịu mài mòn cao.

• Linh kiện cơ khí chính xác  – nơi độ ổn định về kích thước là rất quan trọng.

E. Ô tô

• Ghế van và thanh dẫn hướng  – chống mài mòn trong môi trường động cơ nhiệt độ cao.

• Linh kiện cảm biến  – dành cho môi trường khí thải khắc nghiệt.

3. Ưu điểm so với Alumina nguyên chất hoặc Zirconia

• Độ dẻo dai cao  hơn nhôm oxit nguyên chất (ít giòn hơn).

• Khả năng chống mài mòn tốt hơn  so với zirconia nguyên chất.

• Tiết kiệm chi phí hơn  so với zirconia ổn định hoàn toàn.