Fração de alumina temperada com zircónia (ZTA)
As frações de alumina temperada com zircónia (ZTA) são partículas cerâmicas compostas por alumina (Al₂O₃) como matriz, com uma certa quantidade de óxido de zircónio (ZrO₂) adicionado como fase de têmpera. A alumina em si apresenta as vantagens de uma elevada dureza, elevada resistência, resistência a altas temperaturas e boa estabilidade química, mas a sua tenacidade é relativamente baixa e é propensa à fratura frágil.
A zircónia possui um mecanismo exclusivo de têmpera por mudança de fase. A sua adição à matriz de alumina pode melhorar significativamente a tenacidade e a fiabilidade do material, superando a desvantagem da fragilidade da alumina.
Características da fracção de alumina temperada com zircónia (ZTA):
- A introdução de óxido de zircónio na fase cristalina da alumina e o preenchimento dos limites de grão da alumina com cristais de óxido de zircónio através da tensão são benéficos para reduzir a geração de fissuras e melhorar significativamente a tenacidade da alumina.
- Alta dureza, dureza Rockwell 88-90HRA, microdureza Vickers HV 1200-1400
- Elevada densidade volumétrica. A densidade volumétrica do ZTA não é inferior a 4,15 g/cm3, e a do ATZ não é inferior a 5,4 g/cm3.
- Excelente resistência ao desgaste, especialmente resistência ao desgaste a altas temperaturas.
- Baixa porosidade, forte compactação e não quebra facilmente.
- O tamanho do cristal é pequeno, cerca de 1-5 µm.
Composição química:
Artigo | Valor Padrão | Valor típico |
(Zr+Hf)O2 | 19-21% | 19,03% |
Al2O3 | 78-80% | 79,87% |
Y2O3 | 0,5-1,5% | 1,06% |
Índice Físico:
Cor | Branco |
Densidade aparente (g/cm3) | ≥4,15 |
Porosidade aparente (%) | 0 |
Tamanho do cristal (um) | <5 |
Dureza Vickers HV10 | ≥1400 |
Resistência à flexão a frio (MPa) | 450 |
Resistência à compressão a frio (MPa) | 2500 |
Tenacidade à fratura KIC(MPa/m2) | ≥5,5 |
Temperatura máxima de serviço (℃) | 1700℃ |
Condutividade térmica | 9,0 x 10 -6(20-400℃) |
Tamanho da fracção de partículas ZTA: 1-2 mm, 1,2-2,5 mm, 2-3 mm, 2,5-4 mm, 4-6 mm, etc.
Aplicação de alumina temperada com zircónia:
- Meios de moagem: Devido à sua elevada dureza, elevada resistência e boa resistência ao desgaste, as esferas de moagem ZTA são amplamente utilizadas em diversos processos de moagem e polimento. Por exemplo, no processo de produção de moagem de materiais eletrónicos, cerâmica, revestimentos e outras indústrias. Além disso, as esferas de moagem ZTA podem moer materiais de forma eficiente, reduzindo a poluição dos materiais.
- Ferramentas de corte: As ferramentas de corte fabricadas em alumina temperada com zircónia apresentam um bom desempenho de corte e uma longa vida útil. No processamento de metais, madeira e outras áreas, as ferramentas ZTA podem alcançar cortes de alta precisão e suportar uma elevada pressão de corte e desgaste.
- Peças resistentes ao desgaste: Na área da engenharia mecânica, o ZTA pode ser utilizado para fabricar diversas peças resistentes ao desgaste, tais como impulsores de bombas, vedantes de válvulas, rolamentos, etc. Estas peças precisam de suportar o atrito e o desgaste durante o trabalho. Além disso, o excelente desempenho do ZTA pode garantir o funcionamento estável e a longo prazo das peças.
- Área biomédica: Os materiais ZTA apresentam uma boa biocompatibilidade e podem ser utilizados no fabrico de produtos biomédicos, como articulações artificiais e implantes dentários. A sua elevada resistência e tenacidade atendem aos requisitos mecânicos do ambiente fisiológico do corpo humano e oferecem aos pacientes opções de tratamento fiáveis.
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