Niestandardowy element cyrkoniowy ze szlifem lustrzanym, izolator, blok kółek z ceramiki ZrO2

Charakterystyka wydajności

• Wysoka odporność na pękanie (udarowa)

• Mechanizm: Jest to najważniejsza cecha cyrkonii, wynikająca z mechanizmu „zahartowania poprzez transformację fazową”. Pod wpływem naprężeń ziarna cyrkonii ulegają przemianie fazowej (z fazy tetragonalnej do monoklinicznej), co wiąże się z niewielkim rozszerzeniem objętości, powodując naprężenia ściskające na czubku szczeliny i skutecznie zapobiegające jej propagacji.
• Właściwości: Wytrzymałość na pękanie cyrkonii jest znacznie wyższa niż tradycyjnych ceramik tlenkowych, a nawet porównywalna z niektórymi metalami, skutecznie niwelując wadę kruchej struktury typową dla ceramik.

• Wysoka wytrzymałość i twardość

• Właściwości: Cyrkon ia charakteryzuje się bardzo wysoką wytrzymałością na zginanie oraz twardością Vickersa, co pozwala jej wytrzymać duże obciążenia i opierać się zewnętrznym siłom, takim jak wciskanie czy zadrapania, zapewniając doskonałą odporność na zużycie.

• Doskonała odporność na zużycie

• Właściwości: Łącząc wysoką twardość i odporność na pękanie, elementy ze stabilizowanego cyrkonia wykazują bardzo długi czas pracy w warunkach tarcia i zużycia, co czyni je idealnym materiałem na komponenty odporne na zużycie.

• Niska przewodność cieplna i wysoka stabilność termiczna

• Właściwości: Cyrokon jest doskonałym materiałem izolacyjnym o ekstremalnie niskiej przewodności cieplnej. Jednocześnie może zachować swoją wytrzymałość i stabilność kształtu nawet w wysokich temperaturach (zwykle powyżej 1100) ℃).

• Doskonała stabilność chemiczna i biokompatybilność

• Właściwości: Doskonała odporność na korozję większości kwasów, zasad i stopionych metali. Cyrokon (np. Y-TZP), który przeszedł rygorystyczne certyfikacje biosafety, jest nietoksyczny, niepodrażniający i niealergiczny dla tkanek ludzkich, uznawany jest za materiał biologicznie obojętny.

• Unikalny współczynnik rozszerzalności cieplnej

• Wydajność: Jego współczynnik rozszerzalności cieplnej jest stosunkowo zbliżony do metali, co zapewnia lepszą kompatybilność termiczną podczas użytkowania razem ze składnikami metalowymi, zmniejszając problemy z pękaniem naprężeniowym spowodowane nierównomiernym rozszerzaniem i kurczeniem się.

Zalety

• Zastępowanie metalu ceramiką: w zastosowaniach odpornych na zużycie i korozję może zastąpić wysokiej jakości stal stopową, stal wolframową itp., charakteryzując się dłuższą żywotnością i brakiem potrzeby smarowania, umożliwiając pracę bezolejową.
• Zastępowanie tworzyw sztucznych ceramiką: w sytuacjach wymagających wysokiej precyzji, wysokiej stabilności i odporności na korozję chemiczną, zastępuje specjalne tworzywa inżynieryjne, oferując lepsze właściwości.
• Zastępowanie aluminium ceramiką: w dziedzinie medycyny biomedycznej, zastępuje tradycyjne ceramiki glinowe, cechując się wyższą wytrzymałością i ciągliwością, a produkty mogą być wykonywane cieńsze i bardziej wyrafinowane.
• Lekkość: Mimo że jego gęstość (około 6,0 g/cm 3 ) jest wyższa niż aluminium, ale znacznie niższa niż stal, co daje jej przewagę w wysokowydajnym sprzęcie wymagającym redukcji masy.
• Możliwość projektowania właściwości: poprzez dostosowanie składu (np. stabilizacja itrem, stabilizacja cerem) oraz procesu spiekania można w sposób ukierunkowany zoptymalizować odporność na pękanie, wytrzymałość lub przewodność cieplną, aby spełnić konkretne wymagania aplikacyjne.

Zastosowanie

• Przemysł i automatyka

• Precyzyjne kulki i rolki łożyskowe: wykorzystujące ich dużą twardość, odporność na zużycie, korozję, izolacyjność elektryczną oraz brak własności magnetycznych, stosowane w szybkobieżnych wrzecionach, precyzyjnych instrumentach, urządzeniach półprzewodnikowych i innych.
• Pierścień uszczelniający mechaniczny: stosowany w pompach chemicznych, pompoach wody samochodowych itp., charakteryzuje się odpornością na korozję i zużycie, a jego żywotność znacznie przekracza żywotność węglików spiekanych i grafitu.
• Narzędzia tnące: noże z tlenku cyrkonu mogą być stosowane do precyzyjnej obróbki wysokoprędkościowej.
• Przewodnik tekstylny i światłowodowy: ekstremalnie wysoka gładkość i odporność na zużycie, nie powoduje ścierania drogich materiałów włóknistych.
• Płyta wyściółkowa i sleew łożyskowy odporną na zużycie: zapewnia długotrwałą ochronę w trudnych warunkach pracy.

• Medycyna i nauki życia (dziedziny podstawowe)

• Protetyka stomatologiczna: korony, mosty, abutmenty implantów itp. Cieszy się dużą popularnością ze względu na wysoką wytrzymałość oraz doskonały efekt estetyczny (kolor i przezroczystość zbliżone do prawdziwych zębów).
• Instrumenty chirurgiczne: nożyczki ceramiczne, ostrza, wiertła kostne itp., o wysokiej twardości, dobrej biokompatybilności i nadające się do wielokrotnego dezynfekowania.
• Implanty ortopedyczne: jako materiał zastępczy stawów biodrowych, główek kości udowych i innych stawów, ich odporność na zużycie jest kilkadziesiąt razy wyższa niż polietylenu o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej, co znacznie wydłuża żywotność implantów.

• Elektronika i Półprzewodniki

• Wkładki i sleewy światłowodowe wymagają bardzo wysokiej dokładności przetwarzania, niskiego współczynnika tarcia oraz długotrwałej stabilności wymiarowej, dlatego tlenek cyrkonu jest materiałem preferowanym.
• Komponenty procesowe w przemyśle półprzewodnikowym, takie jak pierścienie nośne podkładki, uchwyty, wyściółki pomp itp., są odporne na erozję plazmową i charakteryzują się wysoką czystością.
• Podłoże i obudowa czujnika: chronią wewnętrzne elementy precyzyjne przed działaniem środowiska.

• Nowa energia i motoryzacja

• Separator ogniw paliwowych: wykorzystując swoje przewodnictwo jonowe i stabilność w atmosferach utleniających/oddtleniających, stanowi kluczowy komponent stałych ogniw paliwowych tlenkowych (SOFC).
• Czujniki samochodowe, takie jak czujniki tlenu, wykorzystują swoje przewodnictwo i stabilność w wysokich temperaturach do pomiaru zawartości tlenu w spalinach.

• Elektronika użytkowa i artykuły codziennego użytku

• Elementy wyglądowe inteligentnych urządzeń noszonych, takie jak obudowy smartwatchy i tylne pokrywy telefonów, zapewniają przyjemny w dotyku wygląd, wysoki połysk oraz doskonałą odporność na zarysowania.
• Narzędzia tnące: noże ceramiczne do owoców, noże kuchenne, ostre i trwałe, odporne na rdzę i bez zapachu.

Specyfikacje techniczne