تطبيقات أكسيد الألومنيوم المقوى بالزركونيا

الألومينا المقسّاة بالزركونيا (ZTA) هي مادة مركبة سيراميكية عالية الأداء تجمع بين صلابة الألومينا (Al₂O₃) ومقاومتها للتآكل، ومقاومة الزركونيا (ZrO₂). ينتج عن هذا المزيج مادة ذات خصائص ميكانيكية فائقة، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الصعبة في مختلف الصناعات. فيما يلي تفاصيل رئيسية حول ZTA وتطبيقاتها:

1. التركيب والخصائص

• الألومينا (Al₂O₃) : توفر صلابة عالية ومقاومة للتآكل واستقرارًا حراريًا.

• الزركونيا (ZrO₂) : يعزز الصلابة من خلال الخضوع  للتحول الطوري الناجم عن الإجهاد ، والذي يمتص الطاقة ويمنع انتشار الشقوق.

• التركيب النموذجي : 10-20% ZrO₂ في مصفوفة Al₂O₃.

الخصائص الرئيسية:

• صلابة عالية للكسر (مقارنة بالألومينا النقية)

• مقاومة ممتازة للتآكل

• استقرار حراري وكيميائي جيد

• قوة وصلابة عالية

2. تطبيقات أكسيد الألومنيوم المقوى بالزركونيا (ZTA)

أ. الطب وطب الأسنان

• الغرسات العظمية  (على سبيل المثال، مفاصل الورك والركبة) – بسبب التوافق البيولوجي ومقاومة التآكل.

• زراعة الأسنان والتيجان  – قوة وجمالية محسنة مقارنة بالزركونيا النقية أو الألومينا.

ب. قطع الغيار الصناعية

• أدوات القطع والملحقات  – صلابة محسنة لتطبيقات التصنيع.

• قوالب سحب الأسلاك  – مقاومة للتآكل الكاشط.

• أختام المضخة والمحامل  – تتحمل البيئات القاسية.

ج. الدفاع والدروع

• الدروع الباليستية  (الدروع الواقية للجسم، وحماية المركبات) – مقاومة محسنة للصدمات بسبب امتصاص الطاقة من تحول الطور الزركونيا.

د. الإلكترونيات والهندسة

• مكونات أشباه الموصلات  – تستخدم في البيئات ذات التآكل العالي.

• أجزاء الهندسة الدقيقة  – حيث يكون الاستقرار الأبعادي أمرًا بالغ الأهمية.

هـ. السيارات

• مقاعد الصمامات والموجهات  – تقاوم التآكل في بيئات المحرك ذات درجات الحرارة العالية.

• مكونات المستشعر  – للبيئات العادمة القاسية.

3. المزايا مقارنةً بالألومينا النقية أو الزركونيا

• صلابة أعلى  من الألومينا النقية (أقل هشاشة).

• مقاومة أفضل للتآكل  من الزركونيا النقية.

• فعالة من حيث التكلفة  مقارنة بالزركونيا المستقرة بالكامل.