Zirconia di allumina fusa, Az-25, Az-40

Allumina fusa: la zirconia viene prodotta in un forno ad arco elettrico ad alta temperatura fondendo sabbia di quarzo di zirconio e allumina. È caratterizzato da struttura dura e densa, elevata tenacità, buona stabilità termica. È adatto per la produzione di mole di grandi dimensioni per il condizionamento dell'acciaio e la sbavatura di fonderia, utensili rivestiti e sabbiatura di pietre, ecc.

Viene utilizzato anche come additivo nei refrattari a colata continua. Grazie alla sua elevata tenacità viene utilizzato per fornire resistenza meccanica a questi refrattari.

I policristalli di ittria-zirconio tetragonale (Y-TZP) e l'allumina (Al2O3) hanno attirato un'attenzione significativa per le tecnologie dei materiali implantari grazie alle loro eccellenti combinazioni di proprietà, come elevata durezza, resistenza alla frattura ed elevata resistenza e rigidità. Queste caratteristiche li hanno resi materiali attraenti per un ampio spettro di applicazioni che coprono la gamma biomedica dove vengono spesso utilizzati in applicazioni dentali come abutment per impianti protesici, ponti, perni radicolari e corone in ceramica. Inoltre, vengono utilizzati anche in varie applicazioni ingegneristiche tra cui sensori di ossigeno, rivestimenti di barriera termica, utensili da taglio, connettori per fibre ottiche e celle a combustibile a ossido solido. Vale la pena notare che il miglioramento delle proprietà meccaniche dell'Y-TZP è attribuito alla sua dimensione della grana fine con la trasformazione della fase da tetragonale a monoclina. Questa trasformazione di fase è accompagnata da un aumento di volume di circa il 3–5% con conseguente inibizione della propagazione delle cricche e quindi aumento della tenacità del materiale. È importante però riconoscere che questa trasformazione può avvenire anche spontaneamente in determinate condizioni. Se la zirconia viene esposta a basse temperature in un ambiente umido compreso tra 100 ℃ e 300 ℃, ciò potrebbe portare al deterioramento della zirconia, con conseguente irruvidimento e microfessurazioni. Questo fenomeno è noto come invecchiamento idrotermale o degradazione a bassa temperatura (LTD) ed è stato identificato come un fattore che contribuisce alla riduzione delle prestazioni dei componenti in zirconio nelle applicazioni ortopediche

I ricercatori hanno sviluppato diversi compositi in cui l'allumina è incorporata in una struttura di zirconio. Lo scopo di questa incorporazione è quello di aumentare la resistenza di LTD e sfruttare le eccezionali caratteristiche di queste ceramiche per migliorare le proprietà meccaniche della matrice di zirconio tetragonale. D'altra parte, la presenza di allumina nella matrice gioca un ruolo cruciale nella creazione di un struttura rigida che aiuta a vincolare le particelle di zirconio. Durante il processo di raffreddamento dalla temperatura di sinterizzazione, i grani di zirconio tetragonale possono subire una trasformazione di fase dalla fase tetragonale alla fase monoclina. In questo contesto l’allumina serve a mantenere i grani di zirconio in uno stato metastabile, impedendone la completa trasformazione alla fase monoclina. Questa conservazione della fase tetragonale contribuisce al miglioramento osservato della durezza del materiale ceramico