Tavený oxid hlinitý zirkónia, Az-25, Az-40

Tavený oxid hlinitý - oxid zirkoničitý sa vyrába vo vysokoteplotnej elektrickej oblúkovej peci tavením zirkóniového kremenného piesku a oxidu hlinitého. Vyznačuje sa tvrdou a hustou štruktúrou, vysokou húževnatosťou, dobrou tepelnou stabilitou. Je vhodný na výrobu veľkých brúsnych kotúčov na úpravu ocele a zlievárenské zasekávanie, povlakované nástroje a otryskávanie kameňa atď.

Používa sa tiež ako prísada do žiaruvzdorných materiálov na plynulé liatie. Vďaka svojej vysokej húževnatosti sa používa na zabezpečenie mechanickej pevnosti v týchto žiaruvzdorných materiáloch.

Polykryštály ytria-tetragonálneho zirkónia (Y-TZP) a oxidu hlinitého (Al2O3) pritiahli značnú pozornosť v oblasti technológií implantačných materiálov vďaka svojim vynikajúcim kombináciám vlastností, ako je vysoká tvrdosť, lomová húževnatosť a vysoká pevnosť a tuhosť. atraktívne materiály pre široké spektrum aplikácií pokrývajúcich biomedicínsky rozsah, kde sa často používa v dentálnych aplikáciách, ako sú protetické implantáty, mostíky, koreňové čapy a keramické korunky. Okrem toho sa používajú aj v rôznych inžinierskych aplikáciách vrátane kyslíkových senzorov, tepelných bariérových povlakov, rezných nástrojov, konektorov optických vlákien a palivových článkov s pevným oxidom. Stojí za zmienku, že zlepšenie mechanických vlastností Y-TZP sa pripisuje jeho jemnej zrnitosti s tetragonálnou až monoklinickou fázovou transformáciou. Táto fázová premena je sprevádzaná nárastom objemu približne o 3–5 %, čo vedie k inhibícii šírenia trhlín a tým k zvýšeniu húževnatosti materiálu. Je však dôležité si uvedomiť, že táto transformácia môže za určitých podmienok nastať aj spontánne. Ak je oxid zirkoničitý vystavený nízkej teplote vo vlhkom prostredí v rozmedzí od 100 ℃ do 300 ℃, môže to viesť k znehodnoteniu oxidu zirkoničitého, čo má za následok zdrsnenie a mikrotrhlinky. Tento jav je známy ako hydrotermálne starnutie alebo nízkoteplotná degradácia (LTD) a bol identifikovaný ako faktor prispievajúci k zníženému výkonu komponentov oxidu zirkoničitého v ortopedických aplikáciách.

Výskumníci vyvinuli niekoľko kompozitov, v ktorých je oxid hlinitý zabudovaný do štruktúry zirkónia. Účelom tohto začlenenia je zvýšiť odolnosť LTD a využiť výnimočné vlastnosti tejto keramiky na zlepšenie mechanických vlastností matrice tetragonálneho zirkónu. Na druhej strane prítomnosť oxidu hlinitého v matrici hrá kľúčovú úlohu pri vytváraní tuhá štruktúra, ktorá pomáha obmedziť častice zirkónu. Počas procesu chladenia z teploty spekania môžu tetragonálne zrná zirkónia prejsť fázovou transformáciou z tetragonálnej fázy na monoklinickú fázu. V tomto kontexte oxid hlinitý slúži na udržanie zŕn oxidu zirkoničitého v metastabilnom stave, čím bráni úplnej premene na monoklinickú fázu. Toto zachovanie tetragonálnej fázy prispieva k pozorovanému zlepšeniu tvrdosti keramického materiálu