Co to jest tlenek cyrkonu?

Korund cyrkonowy, znany również jako wzmocniony tlenek cyrkonu (ZTA), jest utwardzonym materiałem ceramicznym wykonanym z tlenku glinu i tlenku cyrkonu. Jest często stosowany w przemyśle jako środek do piaskowania oraz w zastosowaniach odlewniczych i odlewniczych. Jego właściwości ścierne sprawiają, że jest doskonałym kandydatem do produkcji ściernic i tarcz szlifierskich. Włączenie od 10 do 20 procent tlenku cyrkonu zwiększa wytrzymałość tlenku glinu w procesie znanym jako hartowanie transformacyjne indukowane wytrzymałością. Kompozyt ten jest tak twardy i odporny na zużycie, że jest również używany w zastosowaniach medycznych, takich jak wymiana stawów.

Korund cyrkonowy należy do klasy materiałów zwanych ceramiką, definiowanych jako nieorganiczne i niemetaliczne ciała stałe wytwarzane w wyniku wysokiej temperatury, a następnie chłodzenia. Ceramika dzieli się na cztery kategorie: konstrukcyjne, ogniotrwałe, białe i techniczne. Korund cyrkonowy należy do ostatniej kategorii, która składa się z tlenków, beztlenków i kompozytów. Jest produktem połączenia tlenku glinu i tlenku cyrkonu, dzięki czemu jest klasyfikowany jako kompozyt.

Metoda wzmacniania przez przekształcenie indukowane wytrzymałością daje w wyniku kompozyt, w którym tlenek cyrkonu jest równomiernie rozłożony w medium. Proces indukuje przełączenie faz, powodując pęknięcia struktury cyrkonu oraz zmianę kształtu i objętości cząstki, co z kolei zwiększa nacisk na cząstki aluminium. Naprężenie uszczelnia pęknięcia i sprawia, że ​​kompozyt jest odporny na dalsze rozpady. Proces ten skutecznie podwaja wytrzymałość materiału, tworząc kompozyt, który jest znacznie twardszy niż sam tlenek glinu.

Wytworzony w ten sposób tlenek cyrkonu posiada oprócz zwiększonej wytrzymałości także inne atrybuty. Materiał wytrzymuje bardzo wysokie temperatury bez utraty użyteczności, jest odporny na korozję i bardzo odporny na zużycie. Korund cyrkonowy ma wiele zastosowań przemysłowych, takich jak piaskowanie i można z tego materiału formować narzędzia do cięcia metalu. Wykorzystywany jest do produkcji gniazd zaworowych i innych części silników samochodowych, a jego odporność na korozję sprawia, że ​​jest powszechnie stosowany w uszczelnieniach pomp, tulejach i wirnikach.

Korund cyrkonowy jest również stosowany w przemyśle medycznym, głównie w częściach zamiennych stawów. Odporność na zużycie, trwałość i odporność na duże obciążenia sprawiają, że tlenek cyrkonu jest materiałem z wyboru na implanty ortopedyczne. Ponadto kompozyt jest używany w postaci ściernej do szlifowania i przycinania implantów ortopedycznych po ich wyjęciu z form. Ściernice do cięcia wykonane z tlenku cyrkonu są preferowane do wstępnego wykańczania wielu rodzajów implantów, ponieważ tną szybciej niż ściernice z samego tlenku glinu, wytrzymują wielokrotnie dłużej i dobrze pracują na utwardzonych materiałach stosowanych w implantach.