خصائص وتطبيقات حبيبات الألومينا المقواة بالزركونيا (ZTA)
حبيبات الألومينا المقواة بالزركونيا (ZTA) هي حبيبات مقاومة للتآكل، تتميز بأداء حراري فائق ومتانة عالية. بإضافة أكسيد الزركونيوم، تكتسب الألومينا المقواة صلابة معدنية، وتتجنب الهشاشة كمادة سيراميكية.
تتمتع حبوب ZTA بالعديد من الخصائص الممتازة كما يلي:
١. قوة عالية، أكثر من ضعف قوة مواد سيراميك الألومينا العامة.
٢. صلابة جسيمات عالية. تصل قوة الانحناء إلى ٧٢٠ ميجا باسكال، وتصل قوة الكسر إلى ٦.٨٦ ميجا باسكال/متر مربع. قوة انحناء سيراميك ZTA أكبر من قوة انحناء سيراميك الألومينا ونيتريد الألومنيوم بأكثر من ١.٥ مرة.
٣. حجم بلورات الألومينا المقسّاة هو عُشر حجم بلورات الألومينا، ونسبة فقدان وتقشير الجسيمات صغيرة جدًا، مما يجعل جسيمات ZTA مقاومة للغاية للتآكل.
٤. تتميز المنتجات الخزفية المصنوعة من الألومينا المقسّاة بانعكاسية أعلى من سيراميك الألومينا ونيتريد الألومنيوم.
٥. تتحمل الصدمات الحرارية الشديدة.
٦. أداء نقل الحرارة لـ ZTA أعلى من أداء الألومينا بـ ١.٢ مرة.
٧. تتميز بعزل كهربائي عالي وثابت عازل صغير.
٨. معامل تمدد حراري منخفض جدًا.
التطبيقات
١. أدوات القطع. بفضل صلابتها العالية ومقاومتها للتآكل ومتانتها، تُعدّ مادة ZTA مناسبة لأدوات القطع الخزفية.
٢. وسائط الطحن. تُستخدم كرات وأسطوانات ZTA عادةً كوسائط طحن في مطاحن الكرات وغيرها من معدات الطحن. تضمن مقاومتها العالية للتآكل وصلابتها طحنًا فعالًا لمختلف المواد، مثل الخامات والسيراميك والأصباغ. كما أن استخدام وسائط طحن ZTA يمنع تلوث المواد المطحونة، نظرًا لخاملتها الكيميائية.
٣. بطانة سيراميكية مقاومة للتآكل للمعدات الميكانيكية. يمكن استخدام حبيبات ZTA مع المعادن لصنع بطانات الصب لآلات الطحن أو غيرها من المعدات المقاومة للتآكل.
٤. المحامل. الخصائص الميكانيكية الممتازة لحبيبات ZTA، بما في ذلك القوة العالية والمتانة ومقاومة التآكل، تجعلها مادة مناسبة لتصنيع المحامل. يمكن استخدام محامل ZTA في التطبيقات عالية السرعة والحمل، مثل محركات السيارات ومعدات الطيران والآلات الصناعية. تتميز بأداء أفضل وعمر خدمة أطول مقارنةً بالمحامل المعدنية التقليدية، خاصةً في بيئات التشغيل القاسية.
٥. التطبيقات الطبية الحيوية. في مجال الطب الحيوي، يُستخدم ZTA في صناعة غرسات الأسنان والأطراف الاصطناعية التقويمية. توافقه الحيوي، ومتانته العالية، ومقاومته للتآكل تجعله مناسبًا للاستخدام طويل الأمد في جسم الإنسان. توفر غرسات ZTA ثباتًا ومتانة أفضل، مما يقلل من خطر فشل الغرسة والحاجة إلى جراحات تصحيحية.
٦. تطبيقات درجات الحرارة العالية. يُستخدم ZTA في إنتاج المواد المقاومة للحرارة للأفران عالية الحرارة، والأفران، والمحارق. يُمكّنه استقراره الحراري العالي ومقاومته للصدمات الحرارية من تحمّل الظروف القاسية داخل هذه الأفران، مما يحمي هيكل الفرن ويضمن نقل الحرارة بكفاءة.
