Placă izolatoare albă personalizată din zirconiu cu formă neregulată și gaură, din ceramică ZrO2

Foile din ceramică de zirconiu cu formă specifică se referă la componente ceramice de precizie cu forme neregulate (piese care nu au formă standard rotundă sau pătrată), realizate prin presare și sinterizare a pulberii de zirconiu (ZrO2). Acestea joacă un rol esențial în industria modernă și reprezintă componenta fundamentală de bază a multor produse de înaltă tehnologie.

Performanță

• Proprietăți mecanice

Rezistență ridicată și tenacitate: Zirconia (ZrO2) are o rezistență la încovoiere (800–1200 MPa) și o tenacitate la rupere (5–10 MPa·m¹⁄²) mult superioară celei a ceramicii obișnuite, ceea ce o face potrivită pentru structuri supuse unor solicitări complexe.

Rezistență la uzură: Datorită durității ridicate (duritate Mohs 8,5–9), este potrivită pentru medii cu frecare intensă, cum ar fi lagărele și etanșările.

Rezistență la impact: Comparativ cu ceramicele tradiționale, mecanismul de întărire prin transformare de fază al zircoanelor poate absorbi energia de impact și reduce fragilitatea.

• Proprietăți termice

Rezistență la temperaturi înalte: Cu un punct de topire de până la 2700 ℃, este potrivit pentru medii cu temperaturi ridicate, cum ar fi componentele motoarelor de avion.

Conductivitate termică scăzută (2–3 W/m·K), potrivită pentru aplicații de izolare sau gestionare termică.

Rezistență la șoc termic: Coeficientul scăzut de dilatare termică (~10×10⁻⁶/℃) îi permite să suporte schimbări rapide de temperatură.

• Proprietăți electrice

Zirconia parțial dopată (de exemplu, Y₂O₃–ZrO₂) poate prezenta conductivitate ionică și poate fi utilizată în baterii cu stare solidă sau senzori. Este un excelent izolator electric la temperatura camerei, având o rezistivitate ridicată și o constantă dielectrică mare. Totuși, la temperaturi înalte, prezintă conductivitate ionică și constituie materialul de bază pentru fabricarea senzorilor de oxigen.

• Proprietăți chimice și biologice

Proprietățile chimice sunt extrem de stabile, rezistente la coroziunea provocată de acizi și baze puternice și prezintă inertitate fiziologică. Este netoxic și inofensiv, iar implantarea pe termen lung în organism nu va produce reacții de respingere.

FORTELE DE BAZĂ

• Rezistență ultra ridicată la uzură: Datorită durității ridicate și coeficientului scăzut de frecare, ca componentă mecanică mobilă, uzura este extrem de redusă, ceea ce poate prelungi semnificativ durata de funcționare.
• Nemagnetic și izolant: poate fi utilizat în electronica de precizie și în medii cu câmp magnetic intens, spre deosebire de componentele metalice, care provoacă interferențe, și poate rezista la tensiuni înalte.
• Bună biocompatibilitate: acesta este singurul material ceramic care are o culoare apropiată de cea a dinților naturali și nu irită organismul uman, fiind astfel foarte potrivit pentru restaurările orale.
• Grad ridicat de libertate în proiectare: piesele neregulate pot fi turnate în suprafețe curbe complexe, găuri sau structuri cu pereți subțiri prin injecție sau presare uscată, satisfăcând nevoile de personalizare sau de potrivire precisă.

Domeniul de aplicare

Aplicațiile foilor din ceramică de zirconiu acoperă mai multe domenii de înaltă tehnologie:

• Electronice și comunicații: manșoane ceramice utilizate la fabricarea conectorilor pentru fibre optice, plăcilor posterioare ale smartphone-urilor, capselor modulelor de recunoaștere a amprentelor digitale și componentelor de izolare de precizie destinate echipamentelor de fabricare a cipurilor.
• Biomedicină: utilizată în principal în restaurarea orală, cum ar fi dinții integral ceramici și abutmente pentru implante. Estetica și biocompatibilitatea sa o fac o alternativă ideală față de coroanele metalo-ceramice.
• Textile și mașini: utilizată la fabricarea roților pentru fir, a lăților de tăiere, a nuclelor de supape pentru robinete etc. Prin exploatarea proprietăților sale rezistente la uzură și a suprafeței netede, poate rezolva problemele legate de uzura firelor sau de coroziunea pieselor metalice.
• Industria auto și cea chimică: utilizarea conductivității sale la temperaturi înalte ca substrat pentru senzori de oxigen în detectarea gazelor de eșapament auto; datorită rezistenței sale la coroziune, este utilizată pentru inele de etanșare și manșoane de arbore în pompele chimice.
• Optică și produse de lux: utilizată pentru fabricarea dopurilor pentru fibre optice, a dispozitivelor de lustruire precisă, precum și a carcaselor și brățărilor de ceas, datorită aspectului său lucios și călduros, care nu se uzează niciodată.

În ansamblu, foiile profilate din ceramică de zirconiu înlocuiesc în mod continuu materialele tradiționale în domeniul componentelor de precizie de înaltă calitate, datorită «rezistenței metalice, durității ceramice și rezistenței la coroziune a plasticelor».

Utilizare

• Producția de mașini și utilaje de precizie (de exemplu, roți pentru cabluri, cuțite)

În mașinile de tăiat textile sau sârmă, sârmele metalice aflate în mișcare rapidă sunt predispuse la uzură și deteriorare a componentelor metalice. Utilizarea roților pentru sârmă din zirconiu, care au o duritate extrem de ridicată (a doua după diamant), rezistă eficient uzurii sârmei, iar suprafața lor netedă evită, de asemenea, zgârierea sârmei. Izolația electrică oferită de acest material rezolvă problema coroziunii electrolitice la mașinile de tăiat sârmă, obținându-se astfel multiple beneficii într-o singură soluție.

• Medii chimice extreme (de exemplu, etanșări pentru pompe)

În pompele chimice care transportă acizi puternici, este elementul de etanșare dintre inelele mobile și cele fixe. Aici, metalul este corodat rapid, iar inertitatea chimică aproape completă a zirconiului îl face linia cea mai puternică de apărare pentru izolarea mediilor corozive față de motoare. În combinație cu proprietățile sale autolubrifiante, poate funcționa în regim uscat pentru o perioadă scurtă de timp chiar și în absența lubrifierii lichide, prevenind arderea echipamentului.

Mediu de detectare la temperaturi ridicate (de exemplu, senzori de oxigen auto)

În țeava de evacuare a unui motor de autoturism, este componenta principală a senzorului. Poate rezista la impactul temperaturilor înalte, de la temperatura camerei până aproape la o mie de grade, în timp ce rezistă și coroziunii chimice provocate de gazele de eșapament.

Specificații tehnice