Циркония затвержденный алюминиевый порошок (ZTA) высокопроизводительный керамический порошок, состоящий из алюминия (Al2O3) и циркония (ZrO2)

Циркония затвержденный алюминиевый порошок (ZTA) высокопроизводительный керамический порошок, состоящий из алюминия (Al2O3) и циркония (ZrO2)

Порошок алюминия, затвержденный цирконией (ZTA) - это высокопроизводительный керамический порошок, состоящий из алюминия (Al2O3) и циркония (ZrO2).  
Его основная сила заключается в преодолении фатального недостатка традиционной алюминиевой керамики, которая является «твердой и хрупкой», посредством механизма затверждения циркониевой фазовой трансформации.

Алюминий (Al2O3) - обеспечивает высокую твердость, высокую износостойкость, высокую температурную стойкость и химическую коррозионную стойкость.
Фаза упрочения: циркония (ZrO2) - обычно 10% ~ 30% (обычно 15% / 20% / 25%), стабилизированная оксидом иттрия (Y2O3) и т.д.
Небольшое количество вспомогательных средств для спекления (таких как MgO, TiO2) снижает температуру спекления и уточняет размер зерна.

1. Утверждение посредством индуцированной фазовой трансформации
1). После спекания оксид циркония равномерно дисперсируется в матрице алюминия в виде метастабильной тетрагональной фазы (t-ZrO2).
2). Когда керамика подвергается внешней силе и развиваются трещины, напряжение на концу трещины вызывает трансформацию мартенситической фазы в тетрагональном оксиде циркония, превращая его в стабильную моноклинную фазу (m-ZrO2).
3). Эта фазная трансформация сопровождается расширением объема на 3%-5%, создавая давление на кончик трещины. Это давление противодействует напряжению на растяжение, подавляет распространение трещин и поглощает большое количество энергии, тем самым значительно улучшая прочность и ударную устойчивость.

2. Характеристики порошка и свойства после печения
Порошок ZTA обычно имеет размер субмикрона/нанометра (D50≈0,3~1,0мкм), с высокой чистотой (≥99%), хорошей дисперсионностью и отличной поточностью.
После спечения и уплотнения (плотность > 99%), его производительность намного превосходит чистый алюминий:

3. Основные методы подготовки
1). Метод совместного осадка: растворы алюминиевой соли и циркониевой соли смешиваются и осадываются, затем кальцинируются, чтобы получить нанокомпозитный порошок. Единообразный состав, высокая активность, основной процесс.
2). Механический метод смешивания: высокочистые микропорошки Al2O3 и ZrO2 сверхтонко меляются. Низкая стоимость, простой процесс, но немного менее равномерность и дисперсионность.
3). Метод соль-геля: химический синтез, чрезвычайно высокая чистота, сверхтонкий размер частиц, но высокая стоимость и низкий урожай.
4). Грануляция для распылительной сушки: композитный порошок изготовляется в свободно течащие сферические частицы, подходящие для сухого прессования и изостатического прессования.

4. Основные области применения
ZTA идеально балансирует высокую твердость, высокую прочность и высокую износостойкость, что делает его широко используемым в требовательных условиях работы:
Устойчивые конструктивные компоненты: Керамические подшипники, герметические кольца, корпусы, детали насосов и клапанов, текстильные керамические детали, сопла для пескопрыска, с сроком службы, значительно превышающим традиционный алюминий или цементированный карбид.
Режущие инструменты: резающие инструменты и вставки с ЧПУ, высокоскоростная резка цементированного карбида, охлажденного чугуна и износостойкого чугуна.
Биомедицина: Искусственные суставы, зубные имплантаты, ортопедические компоненты фиксации, с хорошей биосовместимостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью.
Нефтяные/химические вещества: сопла для древесины нефтяных скважин, коррозионостойкие накладки, клапанные сиденья, устойчивые к кислотам, щелочам и эрозии частиц.
Точность/Электроника: Керамические режущие инструменты (машины для соединения проволоки), изоляционные основания, теплорассеивающие подложки, высокая точность и хорошая изоляция.
Устойчивые покрытия/композитные материалы: Используются в качестве порошка термического распыления для подготовки износостойких и коррозионостойких покрытий для металлических поверхностей.

5. ZTA против чистого Al2O3 против чистого ZrO2
против чистого алюминия (Al2O3): значительно улучшенная прочность, прочность и износостойкость; лучшее сопротивление ударам и тепловым ударам; менее склонны к трещине.
 - против чистого циркония (ZrO2): более высокая твердость, лучшее износостойкость, более низкая стоимость, более высокая теплопроводность и более низкий коэффициент теплового расширения, что делает его более подходящим для высокотемпературных износостойких приложений.

Порошок из затвержденного оксида циркония алюминия (ZTA) является основным сырьем для передовой структурной керамики. Благодаря микроскопической композитной конструкции он достигает идеального сочетания "жесткости (высокой твердости и износостойкости)" и "прочности (ударной стойкости)", намного превосходя производительность отдельной алюминиевой керамики. Это ключевой материал для модернизации и замены материалов в точном производстве, износостойких машинах, биомедицине, нефтехимии и других областях.