Zirkonoxid-Aluminiumoxid, auch bekannt als Zirkonoxid-gehärtetes Aluminiumoxid (ZTA), ist ein gehärtetes Keramikmedium aus Aluminiumoxid und Zirkonoxid. Es wird häufig in der Industrie als Sandstrahlmittel und in Guss- und Gießereianwendungen verwendet. Seine abrasiven Eigenschaften machen es zu einem ausgezeichneten Kandidaten für die Herstellung von Schleifscheiben und -scheiben. Die Einarbeitung von 10 % bis 20 % Zirkoniumoxid erhöht die Festigkeit des Aluminiumoxids durch ein Verfahren, das als festigkeitsinduziertes Verfestigungszähen bekannt ist. Dieser Verbundstoff ist so hart und verschleißfest, dass er auch in medizinischen Anwendungen wie dem Gelenkersatz eingesetzt wird.
Zirkonoxid-Aluminiumoxid gehört zu einer Klasse von Materialien, die Keramik genannt werden, definiert als anorganische und nichtmetallische Feststoffe, die durch hohe Hitze und anschließende Abkühlung erzeugt werden. Keramik wird in vier Kategorien unterteilt: strukturelle, feuerfeste, weiße und technische Keramik. Zirkonoxid-Aluminiumoxid gehört zur letzten Kategorie, die sich aus Oxiden, Nichtoxiden und Verbundstoffen zusammensetzt. Es ist ein Produkt aus der Kombination von Aluminiumoxid und Zirkonoxid und wird daher als Verbundwerkstoff klassifiziert.
Das festigkeitsinduzierte Transformations-Zähigkeitsverfahren führt zu einem Verbundwerkstoff, bei dem das Zirkonoxid gleichmäßig im gesamten Medium verteilt ist. Der Prozess induziert einen Phasenwechsel, der Risse in der Struktur des Zirkoniumdioxids und eine Veränderung der Form und des Volumens der Partikel verursacht, was dann den Druck auf die Aluminiumpartikel erhöht. Die Spannung verschließt die Risse und macht den Verbund widerstandsfähig gegen weitere Zersetzung. Dieser Prozess verdoppelt effektiv die Festigkeit des Materials, wodurch ein Verbundwerkstoff entsteht, der viel zäher ist als Aluminiumoxid allein.
Auf diese Weise hergestelltes Zirkonoxid-Aluminiumoxid besitzt neben seiner erhöhten Festigkeit noch andere Eigenschaften. Das Material hält sehr hohen Temperaturen ohne Gebrauchsverlust stand, ist korrosionsbeständig und sehr verschleißfest. Zirkonoxid-Aluminiumoxid hat eine Vielzahl von industriellen Anwendungen, wie zum Beispiel Sandstrahlen, und Metallschneidwerkzeuge können aus diesem Material hergestellt werden. Es wird bei der Herstellung von Ventilsitzen und anderen Fahrzeugmotorenteilen verwendet, und seine Korrosionsbeständigkeit macht seine Verwendung in Pumpendichtungen, Buchsen und Laufrädern alltäglich.
Auch in der medizinischen Industrie wird Zirkonoxid-Aluminiumoxid verwendet, vor allem in Gelenkersatzteilen. Die Verschleißfestigkeit, Haltbarkeit und die Fähigkeit, einem hohen Gewicht standzuhalten, machen Zirkonoxid-Aluminiumoxid zum Material der Wahl für orthopädische Implantate. Darüber hinaus wird der Verbundwerkstoff in seiner abrasiven Form zum Beschleifen und Zuschneiden orthopädischer Implantate nach dem Entformen verwendet. Trennscheiben aus Zirkonoxid-Aluminiumoxid werden für die Vorbearbeitung vieler Arten von Implantaten bevorzugt, da sie schneller schneiden als ausschließlich aus Aluminiumoxid bestehende Schleifscheiben, um ein Vielfaches länger halten und gut auf den gehärteten Materialien funktionieren, die in Implantaten verwendet werden.