ジルコニア強化アルミニウム (ZTA）は、アルミナ（Al ₂ O3）をマトリックスとし、部分安定化ジルコニア（ZrO ₂）を靭性相とする複合セラミック材料である。アルミナの高強度・高硬度・高耐摩耗性とジルコニアの高靭性・耐衝撃性を併せ持つ、高性能な先端セラミックス材料です。
製品の特徴
- 高い硬度と耐摩耗性
-ZTAセラミックスは、通常のアルミナセラミックスよりも硬度が高く、耐摩耗性に優れ、表面に傷やへこみがつきにくい。ロックウェル硬度は90HRA以上に達する。
-湿式スラリー耐摩耗性試験において、ZTAセラミックスは通常のアルミナよりも高い耐摩耗性を示す。 - 高い回復力
-ZTAセラミックスの破壊靭性は、通常のアルミナセラミックスよりも著しく高く、≥ 5.5 MPa - m ¹/²に達し、高性能製品の中には≥ 7.5 MPa - m ¹/²に達するものもある。この高い靭性により、衝撃を受けても破断しにくく、高応力環境での用途に適している。 - 優れた耐熱衝撃性
-ZTAセラミックスは優れた耐熱衝撃性を持ち、急激な温度変化がある環境でも構造的安定性を維持できる。 - 高い熱伝導率と低い熱膨張率
-ZTAセラミックスの熱伝導率は、アルミナに匹敵する26 W/(m・K)に達する。同時に、熱膨張係数が低く（7.2 × 10 -⁶/K at 40-400 ℃）、高温環境下での寸法安定性に優れています。 - 優れた化学的安定性
-ZTAセラミックスは酸やアルカリによる腐食に耐性があり、化学的安定性に優れ、pH3～12の範囲で安定した耐酸・耐アルカリ性を維持できる。 - 高い曲げ強度
-ZTAセラミックスの曲げ強度は300～800MPaに達し、これは通常のアルミナの約2倍である。 - 高い断熱性
-ZTAセラミックスは電気絶縁性が高く、誘電率が低いため、電子工学や電気工学の分野に適している。
強化メカニズム
- 応力誘起相変態強靭化
-ジルコニアは特定の条件下で正方晶から単斜晶への相転移を起こし、体積膨張をもたらし、クラックの伝播を防ぐ。 - マイクロクラック強化
-ジルコニアの添加は、マトリックスに微小クラックを形成し、材料の破壊表面エネルギーを増大させ、主クラックの急速な伝播を妨げる。 - 分散強化
-ジルコニア粒子はアルミナ・マトリックス中に分散し、亀裂伝播経路を形成して破壊靭性を高める。 - 圧縮表面強靭化
-研削処理により、表層のジルコニア粒子は単斜晶相に変化し、体積が膨張して圧縮された表層を形成し、外部引張応力を相殺し、セラミックを強化します。
応用分野
- 工業用耐摩耗フィールド
-ZTAの陶磁器のライニングの版はコンベヤー、ボールミル、粉砕ディスク、等のような鉱山、ドック、港、等のような重い摩耗装置のための耐久力のあるライニングとして広く利用されている。 - 電子・電気分野
-半導体デバイスのパッケージ用キャリアとして、ZTAセラミック基板は放熱性、絶縁性、耐熱衝撃性に優れ、電気自動車のIGBTモジュールやLEDパッケージなどに適している。 - 医療分野
-ZTAセラミックスは生体適合性に優れ、歯科インプラント、歯列矯正ブラケット、人工関節などに使用されている。 - 切削工具分野
-ZTAセラミック切削工具は、ジルコニアの耐屈曲性とアルミナの剛性を兼ね備えており、高速切削に適しています。 - その他の分野
-ZTAセラミックスは、高性能セラミックボールやセラミックライニングタイルなどの製造にも使用され、化学工学や冶金学などの産業で広く使用されている。
製品の利点
- 高い費用対効果
-純粋なジルコニア・セラミックスと比較して、ZTAセラミックスは高い性能を維持しながら、より低コストで高い費用対効果を実現します。 - カスタマイズ・サービス
-ZTAセラミックプレートは、お客様のニーズに応じて、さまざまなサイズ、形状、特性の製品にカスタマイズすることができます。 - 簡単な取り付け
-ZTAセラミック・ライナーは、加硫処理によってゴムや鋼板と複合化し、ライナーや機器の堅さを高めることができる。
高靭性コンポジット ZTAジルコニア強化セラミックプレート は、優れた総合性能を持つ先進的なセラミック材料で、工業、電子、医療など様々な分野で広く使用されています。高硬度、高靭性、優れた耐熱衝撃性、優れた化学的安定性により、様々な過酷な環境下でも優れた性能を発揮することができ、現代の産業や技術に欠かせない高性能材料となっています。
