Персонализирана циркониева неправилна плоча, бял изолатор, керамична плоча от ZrO2 с отвор

Циркониевата керамична формована листова част се отнася до прецизни керамични компоненти с неправилна форма (нестандартни кръгли или квадратни части), произведени чрез пресоване и спекване на циркониев оксид (ZrO2) прах. Тя играе ключова роля в съвременната индустрия и е основен базов компонент на много високотехнологични продукти.

Перформанс

• Механични свойства

Висока якост и ударна вязкост: Цирконият (ZrO2) има огъваща якост (800–1200 MPa) и якост при разрушение (5–10 MPa·m¹⁄₂), които значително надвишават тези на обикновените керамични материали, което го прави подходящ за сложни конструкции, подложени на напрежение.

Износостойкост: Високата твърдост (твърдост по шкалата на Мохс 8,5–9) прави този материал подходящ за среди с високо триене, като например лагери и уплътнения.

Устойчивост на удар: В сравнение с традиционните керамични материали, механизъмът за усилване чрез фазов преход на циркония позволява поглъщане на енергията от удара и намалява крехкостта.

• Термични свойства

Топлоустойчивост: С температура на топене до 2700 ℃ е подходящ за високотемпературни среди, като например компоненти на авиационни двигатели.

Ниска топлопроводност (2–3 W/m·K), подходяща за изолационни или термични управлени приложения.

Устойчивост на термичен шок: Ниският коефициент на термично разширение (~10×10⁻⁶/℃) позволява на материала да понася бързи промени в температурата.

• Електрически свойства

Частично допираната циркония (например Y₂O₃–ZrO₂) може да проявява йонна проводимост и да се използва в твърдотелни батерии или сензори. Тя е отличен електрически изолатор при стайна температура с висока резистивност и висока диелектрична константа. При високи температури обаче проявява йонна проводимост и е основен материал за производството на кислородни сензори.

• Химични и биологични свойства

Химичните свойства са изключително стабилни, устойчиви на корозия от силни киселини и алкални вещества и притежават физиологична инертност. Той е нетоксичен и безвреден, а дълготрайната имплантация в тялото няма да предизвика реакции на отхвърляне.

Основни предимства

• Изключително висока устойчивост на износване: Благодарение на високата си твърдост и ниския коефициент на триене като механичен подвижен компонент, износването му е изключително ниско, което значително удължава срока му на експлоатация.
• Немагнитен и изолиран: може да се използва в прецизни електронни устройства и среди със силни магнитни полета, за разлика от металните компоненти, които предизвикват смущения, и може да издържа високо напрежение.
• Добра биосъвместимост: Това е единственият керамичен материал, чийто цвят е близък до естествения цвят на зъбите и който не раздразнява човешкото тяло, което го прави много подходящ за орална реставрация.
• Висока степен на свобода при проектирането: Неправилните форми могат да се формоват в сложни извити повърхности, отвори или тънкостенни структури чрез инжекционно формоване или сухо пресоване, за да се задоволят нуждите от персонализирана или прецизна посадка.

Област на приложение

Приложението на формовани листове от циркониева керамика обхваща множество високотехнологични области:

• Електроника и телекомуникации: Керамични маншети, използвани за производство на съединители за оптични кабели, задни панели за смартфони, капаци за модули за разпознаване на отпечатъци от пръсти и прецизни изолационни компоненти, използвани в оборудване за производство на чипове.
• Биомедицина: Предимно се използва за орална реставрация, например цялостно керамично зъбно протезиране и абатменти за импланти. Естетиката и биосъвместимостта му го правят идеална алтернатива на металокерамичните зъби.
• Текстилна и машиностроителна промишленост: Използва се за производство на ролки за нишки, режещи ножове, ядра на кранове и др. Благодарение на износостойността и гладкостта си решава проблема с износването на нишките или корозията на металните части.
• Автомобилна и химическа промишленост: използва се високотемпературната му проводимост като субстрат за кислородни сензори за детектиране на автомобилни изгорели газове; поради корозионната си устойчивост се използва за уплътнителни пръстени и валови ръкави в химически помпи.
• Оптика и луксозни стоки: използва се за производство на фиброоптични щепсели, прецизни полировъчни приспособления, както и за часовникови корпуси и гривни, благодарение на бляскавия и топъл им вид, който никога не избледнява.

Общо взето, формованите циркониеви керамични листове непрекъснато заместват традиционните материали в областта на високоточните компоненти поради своята „ударопрочност на метали, твърдост на керамика и корозионна устойчивост на пластмаси“.

Употреба

• Производство на прецизни машини (напр. жироскопични колела, резачи)

В машините за рязане на текстил или жици високоскоростните движещи се метални жици са подложни на износване и повреждане на металните компоненти. Използването на жични колела от цирконий оксид, чиято изключително висока твърдост (втора само след диаманта), ефективно противодейства на износването на жиците, а гладката им повърхност също предотвратява появата на драскотини по жиците. Електрическата им изолация решава проблема с електролитната корозия в машините за рязане на жици, постигайки множество предимства едновременно.

• Екстремни химически среди (напр. уплътнения на помпи)

В химическите помпи, които пренасят силни киселини, това е уплътнителният елемент между динамичното и статичното пръстеновидни части. Тук металът бързо се корозира, а почти пълната химическа инертност на циркония оксид го прави най-силната защитна линия за изолиране на корозивните среди от двигателя. В комбинация с неговите самосмазващи свойства той може да работи без течност за кратко време дори при липса на течност за смазване, предотвратявайки изгарянето на оборудването.

Среда с висока температура за усещане (напр. автомобилни кислородни сензори)

В изпускателната тръба на автомобилния двигател това е основният компонент на сензора. Той може да издържа високотемпературни въздействия – от стайна температура до почти хиляда градуса, както и химична корозия от изгорелите газове.

Технически спецификации