کامپوزیت های مبتنی بر زیرکونیا برای کاربردهای بیو پزشکی: نقش فازهای دوم در ترکیب، میکرو ساختار و قابلیت تغییر شکل زیرکونیا

به منظور توسعه سرامیک‌های زیرکونیا پایدار شده با سیریا (‏Ce – TZP)‏که برای کاربردهای بیو پزشکی مناسب هستند، باید مواد کامپوزیت ایجاد شود. در این کار، سه کامپوزیت مختلف بر پایه Ce – TZP با اضافه کردن دانه‌های گرد Al2O3 و دو نوع ذرات کشیده، SrAl۱۲O۱۹ و CeMgAl۱۱O۱۹ تهیه شدند. پودرهای مرکب از طریق یک مسیر پوشش سطحی تهیه شدند که اجازه ایجاددقیق یک ترکیب شیمیایی و فازی را داد همانطور که بوسیله HRTEM آشکار شد. هنگامی که CeMgAl۱۱O۱۹ به ماتریس زیرکونیا اضافه شد، نشر محدود سریم در داخل دانه‌های زیرکونیا نشان داده شد.
نقش فازهای دوم در رفتار پخت، توسعه ریزساختاری و قابلیت تغییر شکل زیرکونیا بررسی شد. فازهای دوم، به ویژه Al2O3، تاخیر در فشرده‌سازی زیرکونیا را القا می‌کنند. با این حال، همه کامپوزیتها یک ریز ساختار بسیار همگن و بسیار ریز ارایه دادند. تفاوت‌های قوی در ویژگی‌های مورفولوژی دانه‌های کشیده بین CeMgAl۱۱O۱۹ و SrAl۱۲O۱۹ توسط FESEM مشاهده شد. ویکرز یک تفاوت قوی را در بازده تغییر در کامپوزیت ها نشان داد.

In order to develop ceria-stabilized zirconia (Ce-TZP) ceramics suitable for biomedical applications, composite materials should be developed. In this work, three different Ce-TZP-based composites were prepared by adding rounded α-Al2O3 grains and two kinds of elongated particles, SrAl12O19 and CeMgAl11O19. Composite powders were prepared through a surface coating route, which allowed a precise tailoring of chemical and phase composition as revealed by HRTEM. A limited cerium diffusion inside zirconia grains was revealed when CeMgAl11O19 was added to zirconia matrix. The role of second phases on the sintering behaviour, microstructural development and zirconia transformability was investigated. Second phases, particularly Al2O3, induce a delay in the zirconia densification. However, all composites presented a highly homogeneous and very fine microstructure. Strong differences in the morphologic features of the elongated grains between CeMgAl11O19 and SrAl12O19 were evidenced by FESEM.