Propriedades e aplicações do grão de alumina temperada (ZTA) de zircónia
O grão de alumina temperada com zircónia (ZTA) é um grânulo especial resistente ao desgaste, com um desempenho térmico superior e uma elevada tenacidade. Com a adição de óxido de zircónio, a alumina temperada adquire uma tenacidade semelhante à do metal e evita a fragilidade do material cerâmico.
Os grãos ZTA obtêm muitas propriedades excelentes, como abaixo:
1. Alta resistência, mais do dobro da dos materiais cerâmicos de alumina em geral.
2.º Elevada tenacidade das partículas. A resistência à flexão atinge os 720 MPa e a tenacidade à fratura atinge os 6,86 MPa·m². A resistência à flexão da cerâmica ZTA é mais de 1,5 vezes superior à da cerâmica de alumina e nitreto de alumínio.
3.º O tamanho do cristal da alumina temperada é um décimo do da alumina, e a perda e o descascamento das partículas são muito pequenos, o que torna as partículas de ZTA extremamente resistentes ao desgaste.
4.º Os produtos cerâmicos feitos de alumina temperada têm uma maior refletividade do que as cerâmicas de alumina e nitreto de alumínio.
5. Pode suportar choques térmicos severos.
6.º O desempenho de transferência de calor da ZTA é 1,2 vezes superior ao da alumina.
7.º Possui um elevado isolamento elétrico e uma pequena constante dielétrica.
8.º Coeficiente de dilatação térmica muito baixo.
Aplicações
1.º Ferramentas de corte. Devido à sua elevada dureza, resistência ao desgaste e tenacidade, o ZTA é adequado para ferramentas de corte de cerâmica.
2.º Meios de moagem. As esferas e os cilindros de ZTA são comummente utilizados como meios de moagem em moinhos de bolas e outros equipamentos de moagem. A sua elevada resistência ao desgaste e dureza garantem a moagem eficiente de diversos materiais, como minérios, cerâmicas e pigmentos. A utilização de meios de moagem de ZTA pode também prevenir a contaminação dos materiais moídos, uma vez que o ZTA é quimicamente inerte.
3. Revestimento cerâmico resistente ao desgaste para equipamentos mecânicos. Os grãos ZTA podem ser combinados com metais para produzir revestimentos de fundição para fresadoras ou outros equipamentos resistentes ao desgaste.
4.º Rolamentos. As excelentes propriedades mecânicas do grão ZTA, incluindo a elevada resistência, tenacidade e resistência ao desgaste, tornam-no um material adequado para o fabrico de rolamentos. Os rolamentos ZTA podem ser utilizados em aplicações de alta velocidade e alta carga, como por exemplo em motores automóveis, equipamentos aeroespaciais e máquinas industriais. Podem proporcionar um melhor desempenho e uma maior vida útil em comparação com os rolamentos metálicos tradicionais, especialmente em ambientes operacionais severos.
5. Aplicações biomédicas. Na área biomédica, o ZTA é utilizado no fabrico de implantes dentários e próteses ortopédicas. A sua biocompatibilidade, alta resistência e resistência ao desgaste tornam-no adequado para utilização a longo prazo no corpo humano. Os implantes de ZTA podem proporcionar maior estabilidade e durabilidade, reduzindo o risco de falha do implante e a necessidade de cirurgias de revisão.
6. Aplicações a altas temperaturas. O ZTA é utilizado na produção de materiais refractários para fornos, estufas e incineradores de alta temperatura. A sua elevada estabilidade térmica e resistência ao choque térmico permitem-lhe resistir às condições adversas no interior destes fornos, protegendo a estrutura do forno e garantindo uma transferência de calor eficiente.
