Zirkonya Matrisli Seramik-Seramik Kompozitler

“Seramik Çelik” olarak adlandırılan zirkonyum dioksit/zirkonya (ZrO2) başta dental ve biyomedikal uygulamalar olmak üzere kesici uçlar, rulmanlar, zırh malzemeleri ve sensörler gibi çok geniş yelpazeye dağılmış birçok farklı kritik sayılabilecek alanlarda oldukça dikkat çekici bir ileri teknoloji seramik malzemesidir. ZrO2’ya bu kadar çok uygulama alanında kendisine yer bulmasını sağlayan en önemli faktör, tıpkı çeliklerde olduğu gibi martensitik faz dönüşümü sergileyebilmesidir. Bu durum çoğunlukla, %3 mol itriyum oksit ile oda sıcaklığında kararlı kılınmış tetragonal zirkonya polikristalin (3Y-TZP) seramikleri için karakteristik olup, 3Y-TZP seramiklerinin yüksek mekanik (sertlik, tokluk ve eğilme mukavemeti vb.) ve tribolojik özelliklerinin sebebi olarak gösterilmektedir. Ancak gelişen teknoloji ve ihtiyaç duyulan uygulama alanlarından beklenen mühendislik özelliklerinin sürekli güncellenmesi nedeniyle, yeni malzeme arayışları hız kesmeden devam etmektedir. Bu noktada, 3Y-TZP esaslı seramik malzemelerinde mukavemet değerlerinden ödün vermeden hem tok hem de sert olarak üretebilmek bu alanda çalışan bilim insanları için önemli bir araştırma konusu olmuştur. Böylece, 3Y-TZP matris faz olarak düşünülerek sırasıyla alümina (Al2O3), silisyum karbür (SiC), titanyum diborür (TiB2), zirkonyum diborür (ZrB2) ve silisyum nitrür (Si3N4) gibi oksit, karbür, borür ve nitrür grubu ileri teknoloji seramiklerinin takviye ikincil faz olarak kullanıldığı seramik-seramik kompozit üretimleri gerçekleştirilmiştir. Bu kitap bölümünde, sertlik, tokluk, eğilme mukavemeti ve aşınma karakteristikleri gibi mekanik ve tribolojik özelliklerin 3Y-TZP/Al2O3, 3Y-TZP/SiC, 3Y-TZP/TiB2, 3Y-TZP/ZrB2 ve 3Y-TZP/Si3N4 kompozitlerinde nasıl optimize edildiği anlatılmaktadır. Burada bahsedilen hususların araştırmacılar tarafından iyi bir şekilde anlaşılması, 3Y-TZP matris esaslı ancak farklı yeni takviye fazlarla güçlendirilmiş yeni kompozitlerin üretilmesinde öncü olacağı ve bu alanda yeni kapılar açacağı değerlendirilmektedir.