Циркониевая керамика: свойства материала и многоотраслевое применение.

Циркониевая керамика (диоксид циркония, ZrO₂), также называемая в высокотехнологичной керамической промышленности «керамической сталью», является одной из наиболее широко используемых высокоэффективных технических керамических материалов. Благодаря механизму упрочнения за счет фазовых превращений, стабилизированный диоксид циркония обеспечивает выдающуюся трещиностойкость, высокую прочность на изгиб, большую твердость, отличную износостойкость и коррозионную стойкость, хорошую термостойкость и биосовместимость, превосходя многие глиноземные керамические материалы в условиях высоких нагрузок.

Поликристаллический тетрагональный диоксид циркония, стабилизированный оксидом иттрия (3Y-TZP), является наиболее распространенным коммерческим сортом для изготовления прецизионных промышленных деталей.

Основные характеристики материала

• Предел прочности на изгиб: 900–1200 МПа

• Вязкость разрушения: 5–10 МПа·м¹ᐟ² (лучший показатель среди оксидных керамических материалов)

• Твердость: ~1200 HV

• Температура плавления: 2715 °C

• Химически инертен к большинству кислот, щелочей и органических растворителей.

• Хорошая биосовместимость (сертифицировано по стандарту ISO 13356 для медицинского применения)

• Низкая теплопроводность, коэффициент теплового расширения близок к коэффициенту теплового расширения стали.

Основные промышленные применения

1. Медицинская и стоматологическая промышленность

Это один из крупнейших рынков сбыта высокочистого диоксида циркония.

• Стоматология: зубные коронки, мосты, абатменты имплантатов и заготовки для зубных протезов. Цирконий сочетает в себе высокую механическую прочность, естественную прозрачность, как у зубов, и биосовместимость без использования металла, широко применяется для реставрации зубов от задних до передних отделов.

• Ортопедия: головки бедренной кости для протезов тазобедренного сустава, компоненты для восстановления костей и детали хирургических инструментов. Это предотвращает осаждение ионов металлов и гарантирует длительный срок службы в организме человека.

2. Автомобильная и сенсорная промышленность

• Кислородные датчики: стабилизированный иттрием диоксид циркония используется в качестве твердого электролита в лямбда-датчиках кислорода, определяя состав выхлопных газов для оптимизации сгорания в двигателе и снижения выбросов автомобиля.

• Другие автозапчасти: форсунки топливных насосов, изоляторы свечей зажигания, компоненты клапанов. Выдерживает высокие температуры выхлопных газов, сохраняя стабильные размеры.

3. Полупроводники и оптическая связь

Диоксид циркония отвечает строгим требованиям к чистым помещениям и отсутствию загрязнений при производстве микросхем.

• Волоконно-оптические компоненты: наконечники и втулки из диоксида циркония для волоконно-оптических разъемов. Сверхвысокая точность размеров обеспечивает точное выравнивание волокна и передачу сигнала с низкими потерями.

• Оборудование для полупроводниковых технологий: манипуляторы для перемещения пластин, вакуумные зажимы, позиционирующие изоляторы для процессов травления и CVD, отсутствие загрязнения ионами металлов в условиях высокотемпературного вакуума.

4. Износостойкие компоненты общего назначения для промышленного применения

Для работы в суровых условиях трения, эрозии и химической коррозии:

• Механические уплотнения, втулки валов, седла клапанов, плунжеры, детали насосов для химического, нефтехимического и нефтегазового оборудования.

• Шарики и мелющие элементы из диоксида циркония: используются для тонкого измельчения красок, чернил, фармацевтического и пищевого сырья; исключают загрязнение металлами в процессе измельчения.

• Текстильное оборудование: направляющие пряжи, люверсы для нитей. Гладкая глянцевая поверхность уменьшает истирание пряжи.

• Керамические режущие пластины для обработки чугуна и суперсплавов.

5. Аэрокосмическая и высокотемпературная техника

Стабилизированный диоксид циркония используется в качестве термобарьерного покрытия (ТБП) для лопаток и направляющих газовых турбин. Покрытие изолирует высокотемпературный горячий газ, снижает температуру подложки и продлевает срок службы компонентов авиационных двигателей. Оно также применяется в качестве высокотемпературных изоляторов и теплозащитных элементов.

6. Поле новой энергии

• Электролиты для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), использующие проводимость ионов кислорода диоксида циркония при повышенной температуре.

• Прототипы компонентов для твердотельных литий-ионных аккумуляторных систем, выполняющие функции защитных слоев и ионно-проводящих элементов.

По всем вопросам или для подачи заявки, пожалуйста, свяжитесь с нами по электронной почте: yxshenxing88@vip.163.comили номер телефона: +86 18018373518Чтобы узнать больше о нашей компании и влиянии нашей деятельности, посетите наш сайт. керамические деталиМы с нетерпением ждём вашей заявки, чтобы вместе построить процветающее будущее!