15589356621 瀏覽數(shù)量： 0 作者： 本站編輯 發(fā)布時間： 2025-12-13 來源： 本站
ZTA = Zirconia-Toughened Alumina
中文：氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷
它不是兩種陶瓷簡單混合，而是一種復合陶瓷材料：
主成分是氧化鋁（Al?O?，占70%~95%）
加入少量氧化鋯（ZrO?，通常5%~30%）
兩者的結合就像在混凝土里加鋼筋——混凝土硬但脆，鋼筋韌但軟；兩者結合，就又硬又結實！
純氧化鋁陶瓷的優(yōu)點：硬度高（耐磨），耐高溫，成本低，化學穩(wěn)定。
但它有個致命缺點：太脆了！太脆就會斷裂韌性低（約3–4 MPa·m1/2）；一旦有微小裂紋，很容易快速擴展導致斷裂；不適合承受沖擊或動態(tài)載荷的場合
那么能不能讓氧化鋁“不那么脆”？
答案就是：加入氧化鋯！
關鍵在于氧化鋯的 “相變增韌” 能力：
在ZTA中，氧化鋯以微小顆粒形式均勻分散在氧化鋁基體中。
這些氧化鋯顆粒被特殊處理（如加入氧化釔Y?O?），在室溫下保持一種亞穩(wěn)態(tài)的四方晶體結構（t-ZrO?）。
當材料受到外力、出現(xiàn)微裂紋時，裂紋jian端的應力會觸發(fā)這些四方相氧化鋯轉變?yōu)閱涡毕啵╩-ZrO?）。
這個相變過程會伴隨約3–5%的體積膨脹。
膨脹就像在裂紋內部“撐開一個小氣球”，對裂紋產生壓應力，從而：
阻止裂紋繼續(xù)擴展
消耗更多能量
顯著提高材料的強度和韌性
? 這就是“增韌”的秘密武器！
| 特性 | 純氧化鋁 | 純氧化鋯（如Y-TZP） | ZTA |
|---|---|---|---|
| 硬度 | ?????（很高） | ???（中等） | ????（高，略低于純Al?O?） |
| 強度 | 中等（300–400 MPa） | 很高（800–1200 MPa） | 高（600–1200 MPa） |
| 斷裂韌性 | 低（3–4 MPa·m1/2） | 極高（5–15 MPa·m1/2） | 中高（5–8 MPa·m1/2） |
| 耐磨性 | 好 | 一般（硬度較低） | 非常好（硬+韌=抗磨又抗剝落） |
| 成本 | 低 | 高 | 中等（性價比高） |
| 適用場景 | 絕緣件、耐腐蝕襯里 | 牙冠、精密零件 | 刀具、軸承、密封件、防彈材料 |
? ZTA 的優(yōu)勢：在硬度、韌性、成本之間取得最jia平衡！
因為性能全面，ZTA 被廣泛用于高要求工業(yè)和醫(yī)療領域：
切削刀具：加工鑄鐵、鎳基合金等難切材料
?? 機械密封環(huán) / 軸承球：在無油、腐蝕環(huán)境中長期運行
拉絲模具 / 噴砂嘴：高耐磨需求
牙科種植體 / 人工關節(jié)（需生物級ZTA）
? 輕型防彈裝甲：作為陶瓷面板，比純氧化鋁更抗多次沖擊
ZTA = 氧化鋁的“硬骨頭” + 氧化鋯的“柔韌性”，造就出一種既耐磨又抗裂、性價比極高的高性能陶瓷。
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