Geschmolzenes Aluminiumoxid-Zirkonoxid, Az-25, Az-40

Geschmolzenes Aluminiumoxid – Zirkonoxid wird in einem Hochtemperatur-Lichtbogenofen durch Verschmelzen von Zirkonium-Quarzsand und Aluminiumoxid hergestellt. Es zeichnet sich durch eine harte und dichte Struktur, hohe Zähigkeit und gute thermische Stabilität aus. Es eignet sich zur Herstellung großer Schleifscheiben für die Stahlkonditionierung und Gießereibearbeitung, beschichtete Werkzeuge und Steinstrahlen usw.

Es wird auch als Zusatzstoff in feuerfesten Stranggussmaterialien verwendet. Aufgrund seiner hohen Zähigkeit wird es verwendet, um diesen feuerfesten Materialien mechanische Festigkeit zu verleihen.

Yttriumoxid-tetragonale Zirkonoxid-Polykristalle (Y-TZP) und Aluminiumoxid (Al2O3) haben aufgrund ihrer hervorragenden Kombination von Eigenschaften wie hoher Härte, Bruchzähigkeit sowie hoher Festigkeit und Steifigkeit große Aufmerksamkeit für Implantatmaterialtechnologien auf sich gezogen attraktive Materialien für ein breites Anwendungsspektrum im biomedizinischen Bereich, wo es häufig in zahnmedizinischen Anwendungen wie prothetischen Implantataufbauten, Brücken, Wurzelstiften und Keramikkronen eingesetzt wird. Darüber hinaus werden sie auch in verschiedenen technischen Anwendungen eingesetzt, darunter Sauerstoffsensoren, Wärmedämmschichten, Schneidwerkzeuge, Glasfaseranschlüsse und Festoxid-Brennstoffzellen. Es ist erwähnenswert, dass die Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Y-TZP auf seine feine Korngröße mit der Phasenumwandlung von tetragonal zu monoklin zurückzuführen ist. Diese Phasenumwandlung geht mit einer Volumenzunahme von etwa 3–5 % einher, was zu einer Hemmung der Rissausbreitung und damit zu einer Erhöhung der Materialzähigkeit führt. Es ist jedoch wichtig zu erkennen, dass diese Transformation unter bestimmten Bedingungen auch spontan erfolgen kann. Wenn Zirkonoxid einer niedrigen Temperatur in einer feuchten Umgebung zwischen 100 °C und 300 °C ausgesetzt wird, kann dies zu einer Verschlechterung des Zirkonoxids führen, was zu Aufrauung und Mikrorissen führen kann. Dieses Phänomen ist als hydrothermale Alterung oder Low-Temperature Degradation (LTD) bekannt und wurde als Faktor identifiziert, der zur verminderten Leistung von Zirkonoxidkomponenten in orthopädischen Anwendungen beiträgt

Forscher haben mehrere Verbundwerkstoffe entwickelt, bei denen Aluminiumoxid in eine Zirkonoxidstruktur eingearbeitet ist. Der Zweck dieses Einbaus besteht darin, die Beständigkeit von LTD zu erhöhen und die außergewöhnlichen Eigenschaften dieser Keramiken zu nutzen, um die mechanischen Eigenschaften der tetragonalen Zirkonoxidmatrix zu verbessern. Andererseits spielt das Vorhandensein von Aluminiumoxid in der Matrix eine entscheidende Rolle bei der Schaffung von a steife Struktur, die hilft, die Zirkonoxidpartikel einzuschränken. Während des Abkühlvorgangs von der Sintertemperatur können die tetragonalen Zirkonoxidkörner eine Phasenumwandlung von der tetragonalen Phase in die monokline Phase durchlaufen. In diesem Zusammenhang dient Aluminiumoxid dazu, die Zirkonoxidkörner in einem metastabilen Zustand zu halten und so die vollständige Umwandlung in die monokline Phase zu verhindern. Diese Erhaltung der tetragonalen Phase trägt zur beobachteten Verbesserung der Härte des Keramikmaterials bei