Lydytasis aliuminio oksidas, cirkonis, Az-25, Az-40

Lydytasis aliuminio oksidas – cirkonis gaminamas aukštos temperatūros elektrinėje lankinėje krosnyje, lydant cirkonio kvarcinį smėlį ir aliuminio oksidą. Jam būdinga kieta ir tanki struktūra, didelis tvirtumas, geras šiluminis stabilumas. Jis tinka gaminti didelius šlifavimo diskus, skirtus plieno apdorojimui ir liejyklų klijavimui, padengtiems įrankiams ir akmenų pūtimui ir kt.

Jis taip pat naudojamas kaip nepertraukiamo liejimo ugniai atsparių medžiagų priedas. Dėl didelio tvirtumo jis naudojamas šių ugniai atsparių medžiagų mechaniniam stiprumui užtikrinti.

Itrio-tetrakampio cirkonio polikristalai (Y-TZP) ir aliuminio oksidas (Al2O3) patraukė didelį dėmesį implantų medžiagų technologijoms dėl puikių savybių derinių, tokių kaip didelis kietumas, atsparumas lūžiams, didelis stiprumas ir standumas ， Šios savybės padarė juos patrauklios medžiagos, skirtos plačiam pritaikymo spektrui, apimančiam biomedicinos sritį, kur jos dažnai naudojamos odontologijoje, pavyzdžiui, protezų implantų atramos, tiltai, šaknų stulpeliai ir keraminis vainikas. Be to, jie taip pat naudojami įvairiose inžinerinėse srityse, įskaitant deguonies jutiklius, šilumos barjerines dangas, pjovimo įrankius, optinio pluošto jungtis ir kietojo oksido kuro elementus. Verta paminėti, kad Y-TZP mechaninių savybių pagerėjimas yra susijęs su smulkių grūdelių dydžiu su tetragoninės fazės transformacija į monokliniką. Šią fazinę transformaciją lydi maždaug 3–5% tūrio padidėjimas, dėl kurio slopinamas įtrūkimų plitimas ir taip padidėja medžiagos tvirtumas. Tačiau svarbu pripažinti, kad tam tikromis sąlygomis ši transformacija gali įvykti ir spontaniškai. Jei cirkonis yra veikiamas žemos temperatūros drėgnoje aplinkoje, kuri svyruoja nuo 100 ℃ iki 300 ℃, dėl to cirkonis gali pablogėti, o tai gali sukelti šiurkštumą ir mikroįtrūkimus. Šis reiškinys yra žinomas kaip hidroterminis senėjimas arba žemos temperatūros skilimas (LTD) ir buvo nustatytas kaip veiksnys, dėl kurio sumažėja cirkonio oksido komponentų veikimas ortopedijos reikmėms.

Mokslininkai sukūrė keletą kompozitų, kuriuose aliuminio oksidas yra įtrauktas į cirkonio struktūrą. Šio įterpimo tikslas – padidinti LTD atsparumą ir panaudoti išskirtines šios keramikos savybes, kad būtų pagerintos tetragoninės cirkonio oksido matricos mechaninės savybės. Kita vertus, aliuminio oksido buvimas matricoje vaidina lemiamą vaidmenį kuriant standi struktūra, kuri padeda suvaržyti cirkonio daleles. Aušinimo proceso metu nuo sukepinimo temperatūros tetragoniniai cirkonio grūdai gali būti faziškai transformuoti iš tetragoninės fazės į monoklininę fazę. Šiame kontekste aliuminio oksidas padeda išlaikyti cirkonio grūdus metastabilioje būsenoje, užkertant kelią visiškam transformavimui į monoklininę fazę. Šis tetragoninės fazės išsaugojimas prisideda prie pastebėto keraminės medžiagos kietumo pagerėjimo