Aangepaste zirkonia-onregelmatige plaat witte isolator ZrO2-ceramische plaat met gat

Een gevormde zirkoniaceramische plaat verwijst naar precisieceramische onderdelen met onregelmatige vormen (niet-standaard ronde of vierkante stukken) die zijn vervaardigd door persen en sinteren van zirkoniapoeder (ZrO2). Deze platen spelen een sleutelrol in de moderne industrie en vormen de fundamentele basiscomponent van talloze hoogtechnologische producten.

Prestatie

• Mechanische eigenschappen

Hoge sterkte en taaiheid: Zirkonia (ZrO2) heeft een buigsterkte (800–1200 MPa) en breuktaaiheid (5–10 MPa·m¹⁄²) die ver boven die van gewone keramiek liggen, waardoor het geschikt is voor complexe belaste constructies.

Slijtvastheid: De hoge hardheid (Mohs-hardheid 8,5–9) maakt het geschikt voor omgevingen met hoge wrijving, zoals lagers en afdichtingen.

Slagvastheid: In vergelijking met traditionele keramieken kan het fasentransformatie-versterkingsmechanisme van zirkonia slagenergie absorberen en de broosheid verminderen.

• Thermische eigenschappen

Hittebestendigheid: Met een smeltpunt tot 2700 ℃ is het geschikt voor hoge-temperatuurtoepassingen, zoals onderdelen voor vliegtuigmotoren.

Lage thermische geleidbaarheid (2–3 W/m·K), geschikt voor isolatie- of thermisch beheertoepassingen.

Weerstand tegen thermische schokken: De lage lineaire uitzettingscoëfficiënt (~10×10⁻⁶/℃) maakt het in staat om snelle temperatuurwisselingen te weerstaan.

• Elektrische eigenschappen

Gedeeltelijk gedoteerde zirkonia (zoals Y₂O₃–ZrO₂) kan iongeleidingsvermogen vertonen en wordt gebruikt in vaste-stofbatterijen of sensoren. Het is bij kamertemperatuur een uitstekende elektrische isolator met een hoge weerstand en een hoge diëlektrische constante. Bij hoge temperaturen vertoont het echter iongeleidingsvermogen en is het het kernmateriaal voor zuurstofsensoren.

• Chemische en biologische eigenschappen

De chemische eigenschappen zijn uiterst stabiel, bestand tegen corrosie door sterke zuren en alkaliën, en fysiologisch inert. Het is niet-toxisch en onschadelijk, en langdurige implantatie in het lichaam veroorzaakt geen afstotingsreacties.

Kernsterktes

• Uiterst hoge slijtvastheid: Dankzij de hoge hardheid en lage wrijvingscoëfficiënt is de slijtage als mechanisch bewegend onderdeel uiterst gering, waardoor de levensduur aanzienlijk kan worden verlengd.
• Niet-magnetisch en geïsoleerd: kan worden toegepast in precisie-elektronica en omgevingen met sterke magnetische velden; in tegenstelling tot metalen onderdelen veroorzaakt het geen storingen en kan het hoge spanningen weerstaan.
• Goede biocompatibiliteit: dit is het enige keramische materiaal dat van kleur dicht bij natuurlijke tanden is en het menselijk lichaam niet irriteert, waardoor het zeer geschikt is voor orale restauratie.
• Hoge mate van ontwerp vrijheid: Onregelmatige stukken kunnen worden gevormd tot complexe gebogen oppervlakken, gaten of dunwandige structuren via spuitgieten of droogpersen, waardoor aan gepersonaliseerde of nauwkeurige pasvormbehoeften wordt voldaan.

Toepassingsgebied

De toepassing van gevormde zirkoniumoxide-ceramische platen heeft zich uitgestrekt over meerdere high-end sectoren:

• Elektronica en communicatie: Ceramische hulzen die worden gebruikt voor de productie van glasvezelconnectoren, achterpanelen van smartphones, deksels voor vingerafdrukherkenningmodules en precisie-isolatiecomponenten die worden gebruikt in apparatuur voor chipproductie.
• Biomedisch: voornamelijk gebruikt voor orale restauratie, zoals tandheelkundige volledig ceramische tanden en implantaatabutments. De esthetiek en biocompatibiliteit maken het een ideale vervanging voor metaal-porseleintanden.
• Textiel en machines: Gebruikt voor de productie van draadwielen, snijbladen, kranenkernen, enz. Door gebruik te maken van zijn slijtvaste en gladde eigenschappen kan het probleem van slijtage of roestvorming van metalen onderdelen worden opgelost.
• Automotive- en chemische industrie: gebruik van de hoge-temperatuurgeleidbaarheid als substraat voor zuurstofsensoren voor uitlaatgasdetectie in voertuigen; gebruik van de corrosiebestendigheid voor afdichtingsringen en asmouwen in chemische pompen.
• Optica en luxeartikelen: gebruikt voor de productie van glasvezelstekkers, precisiepolijstfixtures, evenals horlogesgehousen en -armbanden, dankzij hun glanzende en warme uitstraling die nooit verslijt.

Over het algemeen vervangen zirkonia-ceramische vormplaten traditionele materialen steeds vaker op het gebied van hoogwaardige precisie-onderdelen vanwege hun "taaiheid van metalen, hardheid van keramiek en corrosiebestendigheid van kunststoffen".

Gebruik

• Precisie-machinale fabricage (bijv. draadwielen, snijders)

Bij textiel- of draadsnijmachines zijn snel bewegende metalen draden gevoelig voor slijtage van metalen onderdelen. Door zirkonia draadwielen te gebruiken, waarvan de uiterst hoge hardheid (tweede slechts na diamant) effectief weerstand biedt tegen draadslijtage, en door het gladde oppervlak dat krassen op de draden voorkomt, wordt dit probleem aangepakt. De elektrische isolatie van zirkonia lost het probleem van elektrolytische corrosie bij draadsnijmachines op, waardoor meerdere voordelen in één keer worden bereikt.

• Extreme chemische omgevingen (bijv. pomppakkingen)

Bij chemische pompen die sterke zuren vervoeren, vormt het het afdichtingselement tussen de roterende en stilstaande ringen. Metaal wordt hier snel aangetast door corrosie, terwijl de bijna volledige chemische inertie van zirkonia de sterkste beschermingslinie vormt om corrosieve media van de motor te isoleren. In combinatie met zijn zelfsmerende eigenschappen kan het kortstondig droog functioneren, zelfs in afwezigheid van vloeibare smering, waardoor wordt voorkomen dat de apparatuur oververhit.

Hoge-temperatuursensoromgeving (bijv. automobielzuurstofsensoren)

In de uitlaatpijp van een auto-motor is het het kerncomponent van de sensor. Het kan hoge-temperatuurbelastingen weerstaan, van kamertemperatuur tot bijna duizend graden, en tegelijkertijd chemische corrosie door uitlaatgassen weerstaan.

Technische specificaties