Mis on tsirkooniumoksiidi alumiiniumoksiid?

Tsirkooniumoksiidi alumiiniumoksiid, tuntud ka kui tsirkooniumoksiidiga karastatud alumiiniumoksiid (ZTA), on alumiiniumoksiidist ja tsirkooniumoksiidist valmistatud karastatud keraamiline keskkond. Seda kasutatakse sageli tööstuses liivapritsipuhastusvahendina ning valu- ja valutöödel. Selle abrasiivsed omadused muudavad selle suurepäraseks kandidaadiks lihvketaste ja -ketaste valmistamiseks. 10–20 protsendi tsirkooniumoksiidi lisamine suurendab alumiiniumoksiidi tugevust protsessi kaudu, mida nimetatakse tugevusest põhjustatud transformatsioonikarastamiseks. See komposiit on nii kõva ja kulumiskindel, et seda kasutatakse ka meditsiinilistes rakendustes, näiteks liigeste asendamisel.

Tsirkooniumoksiidi alumiiniumoksiid kuulub materjalide klassi, mida nimetatakse keraamikaks ja mida määratletakse kui anorgaanilisi ja mittemetallilisi tahkeid aineid, mis tekivad kõrge kuumuse ja seejärel jahutamise mõjul. Keraamika jaguneb nelja kategooriasse: struktuurne, tulekindlad, valged ja tehnilised. Tsirkooniumoksiidi alumiiniumoksiid kuulub viimasesse kategooriasse, mis koosneb oksiididest, mitteoksiididest ja komposiitidest. See on alumiiniumoksiidi ja tsirkooniumoksiidi kombineerimise toode, seega klassifitseeritakse see komposiidiks.

Tugevusest tingitud transformatsioonikarastusmeetodi tulemuseks on komposiit, mille käigus tsirkooniumoksiid jaotub kogu keskkonnas ühtlaselt. Protsess kutsub esile faasilüliti, mis põhjustab tsirkooniumoksiidi struktuuris pragusid ning osakese kuju ja mahu muutumist, mis seejärel suurendab survet alumiiniumiosakestele. Pinge tihendab praod ja muudab komposiidi vastupidavaks edasisele lagunemisele. See protsess kahekordistab tõhusalt materjali tugevust, luues komposiidi, mis on palju sitkem kui ainult alumiiniumoksiid.

Sel viisil toodetud tsirkooniumoksiidil on lisaks suurenenud tugevusele ka muid omadusi. Materjal talub väga kõrgeid temperatuure ilma kasulikkust kaotamata, on korrosioonikindel ja väga kulumiskindel. Tsirkooniumoksiidi alumiiniumoksiidil on mitmesuguseid tööstuslikke kasutusviise, näiteks liivapritsiga töötlemine, ja sellest materjalist saab valmistada metalli lõikamise tööriistu. Seda kasutatakse klapipesade ja muude sõidukite mootoriosade valmistamisel ning selle korrosioonikindlus muudab selle kasutamise pumba tihendites, puksides ja tiivikutes igapäevaseks.

Tsirkooniumoksiidi kasutatakse ka meditsiinitööstuses, peamiselt liigeste varuosades. Kulumiskindlus, vastupidavus ja võime taluda suurt raskust teevad tsirkooniumoksiidist ortopeediliste implantaatide materjali. Lisaks kasutatakse komposiiti abrasiivsel kujul ortopeediliste implantaatide lihvimiseks ja kärpimiseks, kui need on vormist vabastatud. Tsirkooniumoksiidist alumiiniumoksiidist valmistatud lõikekettad on eelistatud mitut tüüpi implantaatide eelviimistluseks, kuna need lõikavad kiiremini kui ainult alumiiniumoksiidist valmistatud rattad, kestavad kordades kauem ja töötavad hästi ka implantaatides kasutatavatel karastatud materjalidel.