淄博贏馳陶瓷：一次講明ZTA，氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷

ZTA = Zirconia-Toughened Alumina
中文：氧化鋯增韌氧化鋁陶瓷

它不是兩種陶瓷簡(jiǎn)單混合，而是一種復(fù)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%）

目的很明確：保留氧化鋁的高硬度和低成本，同時(shí)用氧化鋯讓它變得更“抗摔、抗裂”。

就像在混凝土里加鋼筋——混凝土硬但脆，鋼筋韌但軟；兩者結(jié)合，就又硬又結(jié)實(shí)！

二、為什么需要“增韌”？純氧化鋁有什么問題？

純氧化鋁陶瓷的優(yōu)點(diǎn)：

• 硬度高（耐磨）

• 耐高溫

• 成本低

• 化學(xué)穩(wěn)定

但它有個(gè)致命缺點(diǎn)：太脆了！

• 斷裂韌性低（約3–4 MPa·m1/2）

• 一旦有微小裂紋，很容易快速擴(kuò)展導(dǎo)致斷裂

• 不適合承受沖擊或動(dòng)態(tài)載荷的場(chǎng)合

所以，工程師就想：能不能讓氧化鋁“不那么脆”？

答案就是：加入氧化鋯！

三、氧化鋯是怎么“增韌”的？——核心機(jī)制

關(guān)鍵在于氧化鋯的 “相變?cè)鲰g” 能力：

1. 在ZTA中，氧化鋯以微小顆粒形式均勻分散在氧化鋁基體中。

2. 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(jié)構(gòu)（t-ZrO?）。

3. 當(dāng)材料受到外力、出現(xiàn)微裂紋時(shí)，裂紋應(yīng)力會(huì)觸發(fā)這些四方相氧化鋯轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕啵╩-ZrO?）。

4. 這個(gè)相變過程會(huì)伴隨約3–5%的體積膨脹。

5. 膨脹就像在裂紋內(nèi)部“撐開一個(gè)小氣球”，對(duì)裂紋產(chǎn)生壓應(yīng)力，從而：

• 阻止裂紋繼續(xù)擴(kuò)展

• 消耗更多能量

• 顯著提高材料的強(qiáng)度和韌性

? 這就是“增韌”的秘密武器！

四、ZTA vs. 純氧化鋁 vs. 純氧化鋯 —— 性能對(duì)比

? ZTA 的優(yōu)勢(shì)：在硬度、韌性、成本之間取得zui佳平衡！

五、ZTA 用在哪些地方？

因?yàn)樾阅苋?，ZTA 被廣泛用于高要求工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域：

• 切削刀具：加工鑄鐵、鎳基合金等難切材料

• ?? 機(jī)械密封環(huán) / 軸承球：在無油、腐蝕環(huán)境中長(zhǎng)期運(yùn)行

• 拉絲模具 / 噴砂嘴：高耐磨需求

• 牙科種植體 / 人工關(guān)節(jié)（需生物級(jí)ZTA）

• ? 輕型防彈裝甲：作為陶瓷面板，比純氧化鋁更抗多次沖擊

六、一句話總結(jié)

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(jià)比極高的高性能陶瓷。