Stopiony tlenek glinu, tlenek cyrkonu, Az-25, Az-40

Topiony tlenek glinu — tlenek cyrkonu jest wytwarzany w wysokotemperaturowym elektrycznym piecu łukowym poprzez stapianie piasku kwarcowego cyrkonu i tlenku glinu. Charakteryzuje się twardą i gęstą strukturą, dużą wytrzymałością, dobrą stabilnością termiczną. Nadaje się do produkcji dużych ściernic do kondycjonowania stali i zaczepiania w odlewniach, narzędzi powlekanych i piaskowania itp.

Jest również stosowany jako dodatek do materiałów ogniotrwałych do ciągłego odlewania. Ze względu na wysoką wytrzymałość stosuje się go w celu zapewnienia wytrzymałości mechanicznej w tych materiałach ogniotrwałych.

Polikryształy itru i tetragonalnego tlenku cyrkonu (Y-TZP) i tlenku glinu (Al2O3) cieszą się dużym zainteresowaniem w technologiach materiałów na implanty ze względu na ich doskonałe połączenie właściwości, takich jak wysoka twardość, odporność na pękanie oraz wysoka wytrzymałość i sztywność. Te cechy sprawiły, że są one atrakcyjne materiały do ​​szerokiego spektrum zastosowań obejmujących zakres biomedyczny, gdzie jest często stosowany w zastosowaniach stomatologicznych, takich jak filary implantów protetycznych, mosty, wkłady korzeniowe i korony ceramiczne. Poza tym są one również wykorzystywane w różnych zastosowaniach inżynieryjnych, w tym w czujnikach tlenu, powłokach stanowiących barierę termiczną, narzędziach tnących, złączach światłowodowych i ogniwach paliwowych ze stałym tlenkiem. Warto zauważyć, że poprawę właściwości mechanicznych Y-TZP przypisuje się jego drobnoziarnistemu przekształceniu fazowemu od tetragonalnego do jednoskośnego. Tej przemianie fazowej towarzyszy wzrost objętości o około 3–5%, co powoduje zahamowanie propagacji pęknięć, a tym samym zwiększa wytrzymałość materiału. Należy jednak pamiętać, że w pewnych warunkach transformacja ta może również nastąpić samoistnie. Jeśli tlenek cyrkonu zostanie wystawiony na działanie niskiej temperatury w wilgotnym środowisku w zakresie od 100 ℃ do 300 ℃, co może prowadzić do pogorszenia się tlenku cyrkonu, powodując szorstkość i mikropęknięcia. Zjawisko to znane jest jako starzenie hydrotermalne lub degradacja w niskiej temperaturze (LTD) i zostało zidentyfikowane jako czynnik przyczyniający się do zmniejszonej wydajności elementów z tlenku cyrkonu w zastosowaniach ortopedycznych

Naukowcy opracowali kilka kompozytów, w których tlenek glinu jest wbudowany w strukturę tlenku cyrkonu. Celem tego włączenia jest zwiększenie odporności LTD i wykorzystanie wyjątkowych właściwości tej ceramiki do poprawy właściwości mechanicznych tetragonalnej osnowy z tlenku cyrkonu. Z drugiej strony obecność tlenku glinu w osnowie odgrywa kluczową rolę w tworzeniu sztywna struktura, która pomaga utrzymać cząsteczki tlenku cyrkonu. Podczas procesu chłodzenia od temperatury spiekania tetragonalne ziarna tlenku cyrkonu mogą ulegać przemianie fazowej z fazy tetragonalnej do fazy jednoskośnej. W tym kontekście tlenek glinu służy do utrzymania ziaren tlenku cyrkonu w stanie metastabilnym, zapobiegając całkowitemu przejściu do fazy jednoskośnej. To zachowanie fazy tetragonalnej przyczynia się do obserwowanej poprawy twardości materiału ceramicznego