Fracción de alúmina endurecida con zirconio (ZTA)
Las fracciones de alúmina endurecida con zirconio (ZTA) son partículas cerámicas compuestas de alúmina (Al₂O₃) como matriz, con una cierta cantidad de óxido de zirconio (ZrO₂) añadido como fase de endurecimiento. La alúmina en sí misma presenta ventajas como alta dureza, alta resistencia mecánica, resistencia a altas temperaturas y buena estabilidad química, pero su tenacidad es relativamente baja y es propensa a la fractura frágil.
La zirconia posee un mecanismo único de endurecimiento por cambio de fase. Su adición a la matriz de alúmina puede mejorar significativamente la tenacidad y la fiabilidad del material y superar la desventaja de la fragilidad de la alúmina.
Características de la fracción de alúmina endurecida con zirconio (ZTA):
- La introducción de óxido de circonio en la fase cristalina de la alúmina y el llenado de los cristales de óxido de circonio en los límites de grano de la alúmina a través de la tensión es beneficioso para reducir la generación de grietas y mejorar en gran medida la tenacidad de la alúmina.
- Alta dureza, dureza Rockwell 88-90HRA, microdureza de Vickers HV 1200-1400
- Alta densidad aparente. La densidad volumétrica del ZTA no es inferior a 4,15 g/cm³, y la del ATZ no es inferior a 5,4 g/cm³.
- Excelente resistencia al desgaste, especialmente a altas temperaturas.
- Baja porosidad, fuerte compacidad y no es fácil de romper.
- El tamaño del cristal es pequeño, alrededor de 1-5 um.
Composición química:
| Artículo | Valor estándar | Valor típico |
| (Zr+Hf)O2 | 19-21% | 19,03% |
| Al2O3 | 78-80% | 79,87% |
| Y2O3 | 0,5-1,5% | 1,06% |
Índice físico:
| Color | Blanco |
| Densidad aparente (g/cm3) | ≥4,15 |
| Porosidad aparente (%) | 0 |
| Tamaño del cristal (um) | ＜5 |
| Dureza Vickers HV10 | ≥1400 |
| Resistencia a la flexión en frío (MPa) | 450 |
| Resistencia a la compresión en frío (MPa) | 2500 |
| Tenacidad a la fractura KIC(MPa/m2) | ≥5,5 |
| Temperatura máxima de servicio (℃) | 1700℃ |
| Conductividad térmica | 9,0 x 10-6 (20-400 ℃) |
Fracción de partículas ZTA Tamaño: 1-2 mm, 1,2-2,5 mm, 2-3 mm, 2,5-4 mm, 4-6 mm, etc.
Aplicación de alúmina endurecida con zirconio:
- Medios de molienda: Gracias a su alta dureza, alta resistencia y buena resistencia al desgaste, las bolas de molienda ZTA se utilizan ampliamente como medios de molienda en diversos procesos de molienda y pulido. Por ejemplo, en la producción de materiales electrónicos, cerámica, recubrimientos y otras industrias. Además, las bolas de molienda ZTA pueden moler materiales eficientemente y reducir la contaminación.
- Herramientas de corte: Las herramientas de corte de alúmina endurecida con zirconio ofrecen un buen rendimiento de corte y una larga vida útil. En el procesamiento de metales, madera y otros campos, las herramientas ZTA permiten un corte de alta precisión y soportan altas presiones de corte y desgaste.
- Piezas resistentes al desgaste: En el campo de la ingeniería mecánica, el ZTA se puede utilizar para fabricar diversas piezas resistentes al desgaste, como impulsores de bombas, sellos de válvulas, rodamientos, etc. Estas piezas deben soportar la fricción y el desgaste durante el trabajo. Además, el excelente rendimiento del ZTA garantiza un funcionamiento estable a largo plazo.
- Campo biomédico: Los materiales ZTA presentan una buena biocompatibilidad y pueden utilizarse para fabricar productos biomédicos como prótesis articulares e implantes dentales. Su alta resistencia y tenacidad permiten satisfacer las exigencias mecánicas del entorno fisiológico del cuerpo humano y ofrecen a los pacientes opciones de tratamiento fiables.
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