L’allumina di zirconio, nota anche come allumina temprata con zirconia (ZTA), è un mezzo ceramico indurito composto da ossido di alluminio e ossido di zirconio. Viene spesso utilizzato nell’industria come mezzo di sabbiatura e nelle applicazioni di fusione e fonderia. Le sue qualità abrasive lo rendono un ottimo candidato per la produzione di mole e dischi. L’incorporazione di zirconia dal 10% al 20% aumenta la resistenza dell’allumina attraverso un processo noto come tempra di trasformazione indotta dalla forza. Questo composito è così duro e resistente all’usura che viene utilizzato anche in applicazioni mediche come la sostituzione articolare.
L’allumina di zirconio appartiene a una classe di materiali chiamati ceramici, definiti come solidi inorganici e non metallici creati da calore elevato seguito da raffreddamento. Le ceramiche sono suddivise in quattro categorie: strutturali, refrattari, bianche e tecniche. L’allumina di zirconio appartiene all’ultima categoria, che è composta da ossidi, non ossidi e compositi. È un prodotto della combinazione di ossido di alluminio e ossido di zirconio, quindi è classificato come composito.
Il metodo di indurimento della trasformazione indotta dalla forza si traduce in un composito in cui la zirconia è distribuita uniformemente in tutto il mezzo. Il processo induce un cambio di fase, causando cricche nella struttura della zirconia e un cambiamento nella forma e nel volume della particella, che quindi aumenta la pressione sulle particelle di alluminio. Lo stress sigilla le crepe e rende il composito resistente a ulteriori rotture. Questo processo raddoppia efficacemente la resistenza del materiale, creando un composito molto più resistente della sola allumina.
L’allumina di zirconio prodotta in questo modo possiede altri attributi oltre alla sua maggiore resistenza. Il materiale è in grado di resistere a temperature molto elevate senza perdita di utilità, è resistente alla corrosione ed è molto resistente all’usura. L’allumina di zirconio ha una varietà di usi industriali, come la sabbiatura e gli strumenti per il taglio dei metalli possono essere modellati da questo materiale. Viene utilizzato nella produzione di sedi di valvole e altre parti del motore di veicoli e la sua resistenza alla corrosione rende il suo uso comune nelle guarnizioni delle pompe, nelle boccole e nelle giranti.
L’allumina di zirconio viene utilizzata anche nell’industria medica, principalmente nelle parti di ricambio delle articolazioni. La resistenza all’usura, la durata e la capacità di sopportare un peso elevato rendono l’allumina di zirconia il materiale preferito per gli impianti ortopedici. Inoltre, il composito viene utilizzato nella sua forma abrasiva per molare e ritagliare gli impianti ortopedici una volta rilasciati dagli stampi. I dischi da taglio realizzati in zirconia allumina sono preferiti per la prefinitura di molti tipi di impianti, perché tagliano più velocemente dei dischi in solo allumina, durano molte volte più a lungo e funzionano bene sui materiali induriti utilizzati negli impianti.