Zirkoniumoxidverstärktes Aluminiumoxid

3.4.2.4 Zirkoniumoxidverstärktes Aluminiumoxid

 

Dieses wird in der Praxis meist nur ZTA (zirconia toughened alumina) genannt. Seine Eigenschaften hängen stark vom Mischungsverhältnis Aluminiumoxid/Zirkoniumoxid und von der Prozessführung ab.

 

Gefüge von ZTA mit geringem Zirkoniumoxidanteil

 

Bild 16: Gefüge von ZTA mit geringem Zirkoniumoxidanteil

 

 

Mit geringen Zirkoniumoxidanteilen bis ca. 10 Vol.-% können gegen-über Aluminiumoxid verbesserte Werte für

  • Biegefestigkeit, 
  • KIC-Faktor, 
  • Elastizitätsmodul und 
  • größere Längenausdehnungskoeffizienten erreicht werden.

 

Bei Werkstoffvarianten mit höheren Konzentrationen von Zirkoniumoxid können durch geeignete Prozessführung im Gefüge Platelets gebildet werden, die zur Steigerung der Werkstoffeigenschaften beitragen (ZPTA-Keramik). Dieses und weitere Maßnahmen zur Eigenschaftsoptimierung machen hervorragende Eigenschaften möglich, die in Bezug auf

  • Biegefestigkeit, 
  • Elastizitätsmodul und 
  • thermisches Verhalten

denen von Y-TZP (mit Yttriumoxid stabilisiertes tetragonales Zirkoniumoxid) überlegen sind.

 

ZTA mit hohem Zirkoniumoxidanteil als Bruchgefüge zur Darstellung der Platelets

 

Bild 17: ZTA mit hohem Zirkoniumoxidanteil als Bruchgefüge zur Darstellung der Platelets