지르코니아 강화 알루미나(ZTA) 분획
지르코니아 강화 알루미나(ZTA)는 알루미나(Al₂O₃)를 모재로 하고, 강화제로 일정량의 산화지르코늄(ZrO₂)을 첨가한 복합 세라믹 입자입니다. 알루미나 자체는 높은 경도, 고강도, 고온 내성, 우수한 화학적 안정성 등의 장점을 가지고 있지만, 인성이 상대적으로 낮고 취성 파괴가 발생하기 쉽습니다.
지르코니아는 독특한 상변화 강화 메커니즘을 가지고 있습니다. 지르코니아를 알루미나 매트릭스에 첨가하면 재료의 인성과 신뢰성을 크게 향상시키고 알루미나의 취성 단점을 극복할 수 있습니다.
지르코니아 강화 알루미나(ZTA) 분획 특징:
- 알루미나의 결정상에 산화지르코늄을 도입하고 응력을 통해 산화지르코늄 결정을 알루미나의 결정립계에 채우는 것은 균열 발생을 감소시키고 알루미나의 인성을 크게 향상시키는 데 유익합니다.
- 높은 경도, 록웰 경도 88-90HRA, 비커스 경도 HV 1200-1400의 미소경도
- 높은 겉보기 밀도. ZTA의 겉보기 밀도는 4.15g/cm3 이상이며, ATZ의 겉보기 밀도는 5.4g/cm3 이상입니다.
- 우수한 내마모성, 특히 고온 내마모성이 뛰어납니다.
- 기공률이 낮고, 치밀성이 강하며 깨지기 쉽지 않습니다.
- 결정의 크기는 1-5um 정도로 작습니다.
화학 성분:
| 목 | 표준값 | 일반적인 값 |
| (Zr+Hf)O2 | 19-21% | 19.03% |
| 알루미나이드 | 78-80% | 79.87% |
| 이산화이소(Y2O3) | 0.5-1.5% | 1.06% |
신체 지수:
| 색상 | 하얀색 |
| 체적 밀도(g/cm3) | ≥4.15 |
| 겉보기 기공률(%) | 0 |
| 결정 크기(um) | <5 |
| 비커스 경도 HV10 | ≥1400 |
| 냉간 굽힘 강도(MPa) | 450 |
| 냉간압축강도(MPa) | 2500 |
| 파괴인성 KIC(MPa/m2) | ≥5.5 |
| 최대 사용 온도(℃) | 1700℃ |
| 열전도도 | 9.0 x 10-6（20-400℃） |
ZTA 입자 분율 크기: 1-2mm, 1.2-2.5mm, 2-3mm, 2.5-4mm, 4-6mm 등.
지르코니아 강화 알루미나의 적용:
- 연삭 매체: ZTA는 높은 경도, 고강도, 우수한 내마모성을 갖추고 있어 다양한 연삭 및 연마 공정에서 연삭 매체로 널리 사용됩니다. 예를 들어 전자 재료, 세라믹, 코팅 및 기타 산업의 연삭 생산 공정에서 사용됩니다. 또한, ZTA 연삭 볼은 재료의 오염을 줄이면서 효율적으로 재료를 연삭할 수 있습니다.
- 절삭 공구: 지르코니아 강화 알루미나 소재의 절삭 공구는 절삭 성능과 수명이 우수합니다. 금속 가공, 목재 가공 등 다양한 분야에서 ZTA 공구는 고정밀 절삭을 달성하고 높은 절삭 압력과 마모에도 견딜 수 있습니다.
- 내마모성 부품: 기계 공학 분야에서 ZTA는 펌프 임펠러, 밸브 씰, 베어링 등 다양한 내마모성 부품을 제작하는 데 사용될 수 있습니다. 이러한 부품은 작업 중 마찰과 마모를 견뎌야 합니다. 또한, ZTA의 탁월한 성능은 부품의 장기적이고 안정적인 작동을 보장합니다.
- 생체 의학 분야: ZTA 소재는 우수한 생체 적합성을 지니고 있어 인공 관절 및 치과 임플란트와 같은 생체 의학 제품 제조에 사용될 수 있습니다. 높은 강도와 인성을 갖추고 있어 인체 생리적 환경에서 요구되는 기계적 요건을 충족하고 환자에게 신뢰할 수 있는 치료 옵션을 제공합니다.
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