Zrcadlově broušená součást z oxidu zirkoničitého na míru, izolátor, keramický blok kola ZrO2

Výkonnostní vlastnosti

• Vysoká houževnatost (odolnost proti lomu)

• Mechanismus: Toto je nejvýraznější vlastnost zirkonie, která vyplývá z jejího mechanismu „ztvrdnutí fázovou transformací“. Pod tlakem zirkoniové zrna procházejí fázovou transformací (z tetragonální fáze do monoklinické fáze), přičemž dochází k mírnému zvětšení objemu, což vede ke vzniku tlakového napětí na špičce trhliny a účinně brání šíření trhlin.
• Výkon: Její lomová houževnatost je mnohem vyšší než u tradičních keramik na bázi oxidu hlinitého a dokonce srovnatelná s některými kovy, čímž efektivně překonává nevýhodu křehkosti keramik.

• Vysoká pevnost a vysoká tvrdost

• Výkon: Zirkon má velmi vysokou ohybovou pevnost a Vickersovu tvrdost, díky čemuž snese vysoké zatížení a odolává vnějším silám, jako je vtlačování a poškrábání, a vykazuje vynikající odolnost proti opotřebení.

• Vynikající odolnost proti nosivosti

• Výkon: Zirkoniové tvarové díly kombinují vysokou tvrdost a houževnatost, což zajišťuje jejich mimořádně dlouhou životnost za podmínek tření a opotřebení, a jsou tak ideálním materiálem pro opotřebením odolné součásti.

• Nízká tepelná vodivost a vysoká teplotní stabilita

• Výkon: Zirkonium je vynikajícím izolačním materiálem s extrémně nízkou tepelnou vodivostí. Současně dokáže udržet svou pevnost a stabilitu tvaru i při vysokých teplotách (obvykle nad 1100 ℃).

• Vynikající chemická stabilita a biokompatibilita

• Výkon: Vynikající odolnost proti korozi vůči většině kyselin, zásad i roztaveným kovům. Zirkonium (např. Y-TZP), které prošlo přísným certifikováním biosafety, je pro lidské tkáně netoxické, nepodráždivé a nezpůsobuje alergie, a je uznáváno jako biologicky inertní materiál.

• Unikátní koeficient tepelné roztažnosti

• Výkon: Jeho koeficient teplotní roztažnosti je relativně blízký tomu u kovů, což zajišťuje lepší tepelnou kompatibilitu při použití ve spojení s kovovými součástkami a snižuje problémy s trhlinami způsobenými nerovnoměrnou tepelnou dilatací a smrštěním.

Výhody

• Nahrazování kovu keramikou": V aplikacích vyžadujících odolnost proti opotřebení a korozi může nahradit vysoce kvalitní slitiny oceli, wolframovou ocel atd., má delší životnost a nevyžaduje mazání, umožňuje provoz bez oleje.
• Nahrazování plastu keramikou": V situacích, kdy jsou požadovány vysoká přesnost, vysoká stabilita a odolnost proti chemické korozi, nahrazuje speciální technické plasty a nabízí lepší výkon.
• Nahrazování hliníku keramikou": V oblasti biomedicíny nahrazuje tradiční oxidy hlinité keramiky, má vyšší pevnost a houževnatost a výrobky lze vyrobit tenčí a jemnější.
• Lehká hmotnost: I když jeho hustota (asi 6,0 g/cm ³ ) je vyšší než u hliníku, ale mnohem nižší než u oceli, takže má výhody u vysoce výkonného zařízení, které vyžaduje snížení hmotnosti.
• Navrhování vlastností: Úpravou složení (např. stabilizace yttriem, cerem) a procesu slinování lze cíleně optimalizovat jeho houževnatost, pevnost nebo tepelnou vodivost, aby byly splněny konkrétní požadavky na použití.

Aplikace

• Průmyslová výroba a automatizace

• Přesné ložiskové kuličky a válečky: Využívají se jejich vysoká tvrdost, odolnost proti opotřebení, korozní odolnost, elektrická izolace a nepřítomnost magnetických vlastností, používají se ve vysokorychlostních vřetenech, přesných přístrojích, polovodičovém zařízení a dalších oblastech.
• Těsnicí kroužek pro mechanická těsnění: Používá se u chemických čerpadel, chladicích čerpadel automobilů apod., je odolný proti korozi a opotřebení, jeho životnost výrazně převyšuje životnost karbidu wolframu a grafitu.
• Řezné nástroje: Řezné destičky z oxidceramického materiálu ZrO₂ lze použít pro vysokorychlostní přesné obrábění.
• Textilní a optický vodící systém: extrémně vysoká hladkost a odolnost proti opotřebení, neopotřebovává drahé vláknové materiály.
• Opotřebením odolná vyzdviční deska a rukáv hřídele: poskytují dlouhodobou ochranu za náročných provozních podmínek.

• Medicína a životní vědy (hlavní obory)

• Zubní restorace: korunky, mosty, abutmenty implantátů atd. Jsou velmi populární díky vysoké pevnosti a vynikajícímu estetickému efektu (barva a průsvitnost blízké skutečným zubům).
• Chirurgické nástroje: keramické nůžky, čepele, kostní vrtačky atd., s vysokou tvrdostí, dobrou biokompatibilitou a možností opakovaného sterilizování.
• Ortopedické implantáty: Jako náhradní materiál pro kyčelní klouby, femorální hlavy a další klouby mají odolnost proti opotřebení desítkykrát vyšší než polyetylen s velmi vysokou molekulovou hmotností, což může výrazně prodloužit životnost implantátů.

• Elektronika a polovodiče

• Vložky a rukávy z optických vláken vyžadují extrémně vysokou přesnost zpracování, nízký koeficient tření a dlouhodobou rozměrovou stabilitu, kdy se jako preferovaný materiál používá zirkonie.
• Komponenty pro polovodičové procesy, jako jsou kroužky nosiče waferů, upínací zařízení, vložky čerpadel atd., jsou odolné proti erozi plazmatem a mají vysokou čistotu.
• Substrát a pouzdro senzoru: chrání vnitřní přesné komponenty před prostředím.

• Nové energie a automobily

• Separator palivového článku: Využívá svou iontovou vodivost a stabilitu v oxidačních/redukčních atmosférách, je klíčovou součástí tuhých oxidových palivových článků.
• Automobilové senzory, například senzory kyslíku, využívají svou vodivost a stabilitu při vysokých teplotách k detekci obsahu kyslíku v plynech.

• Spotřební elektronika a denní potřeby

• Díly pro vzhled chytrých nositelných zařízení, jako jsou skříně chytrých hodinek a zadní kryty telefonů, poskytují příjemný povrch, vysoký lesk a vynikající odolnost proti poškrábání.
• Řezné nástroje: keramické ovoceové nože, kuchyňské nože, ostré a odolné, nekorodující a bez zápachu.

Technické specifikace