Hard alumina + bruddseig zirkonia = ekstra slitasjeresistens

En presentasjon av ALUMINA og ZIRCONIA

ALUMINA - det harde keramet!
For den som arbeider med store slitasjeproblemer, er et aluminakeram ofte et naturlig materialvalg for å redusere de økonomiske konsekvensene. Dette er ofte det beste valget forutsatt at man velger den riktige typen alumina. Det er viktig å være klar over at de fleste aluminakeramene på markedet er utviklet for anvendelse til "litt av hvert", og ofte primært for elektrotekniske anvendelser. Kun noen få er utviklet for å gi maksimal slitasjeresistens.


ZIRCONIA - keramet som tåler en støyt!
Såkalt delstabilisert zirkonia er mere "sprekktolerant" (har høyere bruddseighet) enn alumina. Dette betyr f.eks. at disse keramene tåler slagpåkjenninger bedre og fremstår i mange anvendelser som mere pålitelige enn aluminakeramer. Men, de er generelt ikke så slitasjeresistente som alumina, mest på grunn av lavere hardhet.


ALUMINA-ZIRKONIA-KOMPOSITTER, hardhet og seighet!
Ceram Tools har utviklet materialer som forener det beste fra begge "verdener". Vi utviklet en serie meget slitasjeresistente kompositter ("blandingsmaterialer") basert på alumina og delstabilisert zirkonia. Dette omfatter aluminarike kompositter som EA 500 og EA 800, og zirkoniarike kompositter som EZ A40 og EZ A20. I mange anvendelser har disse vist vesentlig bedre slitasjeegenskaper enn noe alumina- eller zirkoniamateriale på
markedet. Det avgjørende spørsmålet man står overfor ved valg blant disse materialene, er: hvor mye er bedre slitasjeresistens og pålitelighet verd i mitt produkt eller i mitt anlegg ?

Hvorfor yter kompositter mer?
Disse komposittene kombinerer hardheten hos alumina og brudd-seigheten hos delstabilisert zirkonia, og har også høy bruddstyrke. Som slitasjematerialer står de i noen tilfeller 10 til 100 ganger bedre enn selv de beste aluminamaterialene. Dette skyldes en transformasjonseffekt som finner sted i delstabilisert zirkonia under belastning (analogt martensitisk transformasjon i stål). Ved å tilsette visse elementer til zirkonia oppnås en krystallstruktur (tetragonal)
med betinget stabilitet ved brukstemperatur i stedet for den normalt stabile krystallstrukturen (monoklin). En monoklin zirkoniakrystall er ca. 3% større enn tilsvarende tetragonale krystall. En transformasjon av en tetragonal krystall til monoklin, som utløses av en mekanisk spenning, gir en volumøkning og dermed trykkspenning i det omgivende materiale. I en slitasjesituasjon med et stort antall abrasive kontakter eller erosive støt mot overflaten, vil spenningene under visse betingelser øke materialets evne til å motstå slitasje.