ફ્યુઝ્ડ એલ્યુમિના ઝિર્કોનિયા, Az-25, Az-40

ફ્યુઝ્ડ એલ્યુમિના--ઝિર્કોનિયા ઉચ્ચ તાપમાનવાળા ઇલેક્ટ્રિકલ આર્ક ફર્નેસમાં ઝિર્કોનિયમ ક્વાર્ટઝ રેતી અને એલ્યુમિનાનું મિશ્રણ કરીને ઉત્પન્ન થાય છે. તે કઠણ અને ગાઢ માળખું, ઉચ્ચ કઠિનતા, સારી થર્મલ સ્થિરતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તે સ્ટીલ કન્ડીશનીંગ અને ફાઉન્ડ્રી સ્નેગિંગ, કોટેડ ટૂલ્સ અને સ્ટોન બ્લાસ્ટિંગ વગેરે માટે મોટા ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ્સ બનાવવા માટે યોગ્ય છે.

તેનો ઉપયોગ સતત કાસ્ટિંગ રિફ્રેક્ટરીઝમાં ઉમેરણ તરીકે પણ થાય છે. તેની ઉચ્ચ કઠિનતાને કારણે તેનો ઉપયોગ આ રિફ્રેક્ટરીઝમાં યાંત્રિક શક્તિ પ્રદાન કરવા માટે થાય છે.

Yttria-Tetragonal Zirconia Polycrystals (Y-TZP) અને એલ્યુમિના (Al2O3) એ ઉચ્ચ કઠિનતા, ફ્રેક્ચર કઠિનતા અને ઉચ્ચ શક્તિ અને જડતા જેવા ગુણધર્મોના ઉત્તમ સંયોજનોને કારણે ઇમ્પ્લાન્ટ મટિરિયલ ટેકનોલોજી માટે નોંધપાત્ર ધ્યાન ખેંચ્યું છે, આ લાક્ષણિકતાઓએ તેમને બાયોમેડિકલ શ્રેણીને આવરી લેતા એપ્લિકેશનોના વિશાળ સ્પેક્ટ્રમ માટે આકર્ષક સામગ્રી બનાવી છે જ્યાં તેનો વારંવાર ડેન્ટલ એપ્લિકેશન્સમાં ઉપયોગ થાય છે જેમ કે પ્રોસ્થેટિક ઇમ્પ્લાન્ટ એબ્યુમેન્ટ્સ, બ્રિજ, રુટ પોસ્ટ્સ અને સિરામિક ક્રાઉન. આ ઉપરાંત, તેનો ઉપયોગ ઓક્સિજન સેન્સર, થર્મલ બેરિયર કોટિંગ્સ, કટીંગ ટૂલ્સ, ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કનેક્ટર્સ અને સોલિડ ઓક્સાઇડ ફ્યુઅલ સેલ સહિત વિવિધ એન્જિનિયરિંગ એપ્લિકેશનોમાં પણ થાય છે. એ નોંધવું યોગ્ય છે કે Y-TZP ના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સુધારો તેના બારીક અનાજના કદને આભારી છે જેમાં ટેટ્રાગોનલથી મોનોક્લિનિક ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મેશન છે. આ ફેઝ ટ્રાન્સફોર્મેશન લગભગ 3-5% ના વોલ્યુમમાં વધારો સાથે છે જેના પરિણામે ક્રેક પ્રસારને અવરોધે છે અને આમ સામગ્રીની કઠિનતામાં વધારો થાય છે. જો કે, તે ઓળખવું મહત્વપૂર્ણ છે કે આ પરિવર્તન ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં સ્વયંભૂ પણ થઈ શકે છે. જો ઝિર્કોનિયા 100 ℃ અને 300 ℃ ની વચ્ચેના ભેજવાળા વાતાવરણમાં નીચા તાપમાને ખુલ્લા પડે છે, જે ઝિર્કોનિયાના બગાડ તરફ દોરી શકે છે, જેના પરિણામે રફિંગ અને માઇક્રોક્રેકિંગ થઈ શકે છે. આ ઘટનાને હાઇડ્રોથર્મલ એજિંગ અથવા લો-ટેમ્પેચર ડિગ્રેડેશન (LTD) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે અને તેને ઓર્થોપેડિક એપ્લિકેશન્સમાં ઝિર્કોનિયા ઘટકોના ઘટાડેલા પ્રદર્શનમાં ફાળો આપનાર પરિબળ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

સંશોધકોએ ઘણા બધા કમ્પોઝિટ વિકસાવ્યા છે જેમાં એલ્યુમિનાનો ઝિર્કોનિયા માળખામાં સમાવેશ થાય છે. આ સમાવિષ્ટનો હેતુ LTD ના પ્રતિકારને વધારવાનો અને ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા મેટ્રિક્સના યાંત્રિક ગુણધર્મોને સુધારવા માટે આ સિરામિક્સની અસાધારણ લાક્ષણિકતાઓનો લાભ લેવાનો છે. બીજી બાજુ, મેટ્રિક્સમાં એલ્યુમિનાની હાજરી એક સખત માળખું બનાવવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે જે ઝિર્કોનિયા કણોને મર્યાદિત કરવામાં મદદ કરે છે. સિન્ટરિંગ તાપમાનથી ઠંડક પ્રક્રિયા દરમિયાન, ટેટ્રાગોનલ ઝિર્કોનિયા અનાજ ટેટ્રાગોનલ તબક્કાથી મોનોક્લિનિક તબક્કામાં તબક્કા પરિવર્તનમાંથી પસાર થઈ શકે છે. આ સંદર્ભમાં, એલ્યુમિના ઝિર્કોનિયા અનાજને મેટાસ્ટેબલ સ્થિતિમાં જાળવવાનું કામ કરે છે, જે મોનોક્લિનિક તબક્કામાં સંપૂર્ણ રૂપાંતરને અટકાવે છે. ટેટ્રાગોનલ તબક્કાનું આ સંરક્ષણ સિરામિક સામગ્રીની કઠિનતામાં જોવા મળતા સુધારામાં ફાળો આપે છે.