Pielāgota cirkonija neatrastā forma baltā izolatora plāksne ZrO2 keramikas plāksne ar caurumu

Cirkonija keramikas veidotā loksne ir precīzi izgatavoti keramikas komponenti ar neregulāru formu (nav standarta apaļas vai kvadrātveida detaļas), ko ražo, presējot un sinterējot cirkonija (ZrO2) pulveri. Tā spēlē būtisku lomu modernajā rūpniecībā un ir daudzu augstas tehnoloģijas produktu pamata komponents.

Izdibi

• Mehāniskie īpašumi

Augsta izturība un izturība pret plaisāšanos: Cirkonija (ZrO2) lieces izturība (800–1200 MPa) un plaisāšanās izturība (5–10 MPa·m¹⁄²) ir daudz augstāka nekā parastai keramikai, tāpēc to var izmantot sarežģītās slodzes struktūrās.

Saskares izturība: Tās augstā cietība (Mohsa cietības skalā 8,5–9) padara to piemērotu augstas berzes vides apstākļiem, piemēram, gultņiem, blīvēm utt.

Udarsizība: Salīdzinājumā ar tradicionālajām keramikām cirkonija fāžu pārveidošanās sacietēšanas mehānisms var absorbēt trieciena enerģiju un samazināt trauslumu.

• Tērmo īpašības

Augstas temperatūras izturība: Tā kausēšanās temperatūra ir līdz pat 2700 ℃, tāpēc to var izmantot augstas temperatūras vidē, piemēram, lidmašīnu dzinēju komponentos.

Zema siltumvadītspēja (2–3 W/m·K), piemērota izolācijas vai siltuma vadības lietojumiem.

Termiskās šoka izturība: Zemais termiskās izplešanās koeficients (~10×10⁻⁶/℃) ļauj tai izturēt straujas temperatūras izmaiņas.

• Elektriskās īpašības

Daļēji dopēta cirkonija oksīda (piemēram, Y₂O₃–ZrO₂) var rādīt jonu vadītspēju un to izmanto cietvielu akumulatoros vai sensoros. Tā ir lieliska elektriskā izolācija istabas temperatūrā — ar augstu pretestību un augstu dielektrisko konstanti. Tomēr augstās temperatūrās tā parāda jonu vadītspēju un ir galvenais materiāls skābekļa sensoru ražošanai.

• Ķīmiskās un bioloģiskās īpašības

Ķīmiskās īpašības ir ārkārtīgi stabili, tās ir izturīgas pret stipriem skābju un sārnu iedarbību un fizioloģiski neaktīvas. Materiāls nav toksisks un nekaitīgs, un ilgstoša ievietošana organismā nerada atgrūduma reakcijas.

Kodolspēki

• Ārkārtīgi augsta nodilumizturība: Augstā cietība un zems berzes koeficients ļauj izmantot šo materiālu kā mehānisku kustības komponentu ar ārkārtīgi zemu nodilumu, kas būtiski pagarinās ekspluatācijas laiku.
• Nav magnētisks un ir izolēts: To var izmantot precīzajā elektronikā un spēcīgu magnētisko lauku vides apstākļos, atšķirībā no metāla komponentiem, kas rada traucējumus, un tas iztur augstus spriegumus.
• Laba biokompatibilitāte: Tas ir vienīgais keramikas materiāls, kura krāsa ir tuva dabiskajiem zobiem un kas neirritē cilvēka ķermeni, tāpēc tas ir ļoti piemērots orālai rekonstrukcijai.
• Augsts dizaina brīvības pakāpe: Ne regulāras detaļas var veidot sarežģītos liektos virsmas, caurumus vai plānsienīgas struktūras ar injekcijas liešanu vai sausās presēšanas palīdzību, lai atbilstu personificētām vai precīzām piegulošām vajadzībām.

Lietojuma joma

Cirkonija keramikas formas loksnes pielietojums aptver vairākas augstas klases jomas:

• Elektronika un sakari: Keramikas apvalki, ko izmanto optisko šķiedru savienotāju, viedtālruņu aizmugures plāksnīšu, pirkstu nospiedumu atpazīšanas moduļa pārsegu un precīzu izolācijas komponentu ražošanai mikroshēmu ražošanas aprīkojumā.
• Biomedicīna: galvenokārt izmanto orālai rekonstrukcijai, piemēram, zobiem no pilnīgi keramiskām materiāliem un implantiem. Tā estētiskās īpašības un bioloģiskā saderība padara to par ideālu alternatīvu metāla porcelāna zobiem.
• Tekstilrūpniecība un mašīnbūve: Izmanto vadu ritenīšu, griešanas asmeņu, krānu vārstu kodolu utt. ražošanai. Izmantojot tās nodilumizturīgās un gludās īpašības, var atrisināt problēmas, kas saistītas ar metāla daļu vadu nodilumu vai rūsas veidošanos.
• Automobiļu un ķīmiskās rūpniecības nozare: izmantojot tās augstās temperatūras vadītspēju kā skābekļa sensora pamatni automobiļu izplūdes gāzu detekcijai; izmantojot tās korozijas izturību, to izmanto ķīmisko sūkņu blīvējumgredzenos un vārpstu apvalkos.
• Optika un luksusa preces: izmantošanai optisko šķiedru kontaktdakšu, precīzās polēšanas stiprinājumu, kā arī pulksteņu korpusu un pulksteņu virves izgatavošanai, jo tām piemīt spīdīga un siltas izskats, kas nekad neiznīkst.

Kopumā cirkonija oksīda keramikas formas loksnes nepārtraukti aizstāj tradicionālos materiālus augstas klases precīzajos komponentos, jo tām piemīt "metālu izturība, keramikas cietība un plastmasu korozijas izturība".

Lietošana

• Precīzās mašīnbūves ražošana (piemēram, vadu ritenis, griezēji)

Tekstilā vai vadu griešanas mašīnās augsta ātruma kustībā esošie metāla vadi ir pakļauti nodilumam un bojājumiem metāla komponentos. Izmantojot cirkonija oksīda vadu riteņus, to ārkārtīgi augstā cietība (otrā vieta tikai pēc dimanta) efektīvi novērš vada nodilumu, bet to gludā virsma arī novērš vada iegrāvumu veidošanos. Tā elektriskā izolācija risina elektrolītiskās korozijas problēmu vadu griešanas mašīnās, tādējādi vienlaikus nodrošinot vairākas priekšrocības.

• Ekstrēmas ķīmiskas vides (piemēram, sūkņu blīves)

Ķīmiskajos sūkņos, kas transportē stipros skābes, tas ir blīvējošais elements starp rotējošo un nepārvietojamo gredzenu. Šeit metāls tiek ātri korodēts, bet cirkonija oksīds gandrīz pilnībā iztur ķīmiskām ietekmēm, tādēļ tas ir spēcīgākais aizsardzības līmenis, lai atdalītu agresīvos šķidrumus no dzinējiem. Apvienots ar tā pašlubrikācijas īpašībām, tas var darboties sausā režīmā īsu laiku pat bez šķidrās lubrikācijas, novēršot aprīkojuma pārkarsēšanos.

Augstas temperatūras sensoru vide (piemēram, automašīnu skābekļa sensori)

Automašīnas dzinēja izplūdes caurulē tas ir sensora galvenais komponents. Tas var izturēt augstas temperatūras ietekmi no istabas temperatūras līdz gandrīz tūkstošam grādu, kā arī pretojas izplūdes gāzu ķīmiskajai korozijai.

Tehniskās specifikācijas