Индивидуальная зеркально полированная циркониевая деталь-изолятор, керамический упор колеса ZrO2

Характеристики производительности

• Высокая вязкость разрушения (устойчивость к растрескиванию)

• Механизм: это наиболее яркая особенность цирконии, обусловленная механизмом «упрочнения за счёт фазового перехода». Под действием напряжений зерна цирконии претерпевают фазовое превращение (из тетрагональной фазы в моноклинную) с небольшим увеличением объёма, что создаёт сжимающие напряжения на вершине трещины и эффективно препятствует её распространению.
• Характеристики: её вязкость разрушения намного выше, чем у традиционной глинозёмной керамики, и даже сопоставима с некоторыми металлами, что позволяет эффективно преодолеть слабость керамики — «хрупкость».

• Высокая прочность и высокая твёрдость

• Характеристики: циркония обладает очень высокой прочностью при изгибе и высокой микротвёрдостью по Виккерсу, что позволяет ей выдерживать значительные нагрузки и противостоять внешним воздействиям, таким как вдавливание и царапины, обеспечивая отличную износостойкость.

• Отличная износостойкость

• Эксплуатационные характеристики: сочетая высокую твёрдость и вязкость, изделия из циркония обладают чрезвычайно длительным сроком службы в условиях трения и износа, что делает их идеальным материалом для износостойких деталей.

• Низкая теплопроводность и высокая термостойкость

• Эксплуатационные характеристики: цирконий является отличным изоляционным материалом с чрезвычайно низкой теплопроводностью. В то же время он способен сохранять прочность и стабильность формы даже при высоких температурах (обычно выше 1100 °C). ℃).

• Высокая химическая стабильность и биосовместимость

• Эксплуатационные характеристики: обладает отличной устойчивостью к коррозии от воздействия большинства кислот, щелочей и расплавленных металлов. Цирконий (например, Y-TZP), прошедший строгую сертификацию по биобезопасности, не токсичен, не раздражает и не вызывает аллергических реакций в тканях человека, признан биологически инертным материалом.

• Уникальный коэффициент теплового расширения

• Производительность: его коэффициент теплового расширения относительно близок к таковому у металлов, что обеспечивает лучшую тепловую совместимость при использовании совместно с металлическими компонентами, снижая проблемы растрескивания, вызванные неравномерным тепловым расширением и сжатием.

Преимущества

• Замена металла керамикой: в износостойких и коррозионностойких применениях может заменить высококачественную легированную сталь, вольфрамовую сталь и т.д., обладая более длительным сроком службы и не требуя смазки, что позволяет осуществлять работу без использования масла.
• Замена пластика керамикой: в ситуациях, где требуются высокая точность, высокая стабильность и устойчивость к химической коррозии, заменяет специальные инженерные пластики, превосходя их по характеристикам.
• Замена алюминия керамикой: в области биомедицины, заменяя традиционную оксидную керамику, обладает более высокой прочностью и вязкостью, а изделия могут быть изготовлены более тонкими и изящными.
• Легкий вес: хотя его плотность (около 6,0 г/см 3. ) выше, чем у алюминия, но намного ниже, чем у стали; он имеет преимущества в высокотехнологичном оборудовании, требующем снижения веса.
• Возможность проектирования характеристик: путём регулировки формулы (например, стабилизации иттрием, стабилизации церием) и процесса спекания можно целенаправленно оптимизировать вязкость, прочность или теплопроводность для выполнения конкретных требований применения.

Применение

• Промышленное производство и автоматизация

• Точные шары и ролики подшипников: благодаря высокой твёрдости, износостойкости, коррозионной стойкости, электрической изоляции и отсутствию магнитных свойств используются в высокоскоростных шпинделях, прецизионных приборах, полупроводниковом оборудовании и других областях.
• Уплотнительное кольцо механического типа: применяется в химических насосах, автомобильных водяных насосах и др.; обладает коррозионной и износостойкостью, срок службы значительно превышает срок службы карбида вольфрама и графита.
• Режущий инструмент: лезвия из циркониевой керамики могут использоваться для высокоскоростной точной обработки.
• Текстильный и оптоволоконный направляющий элемент: чрезвычайно высокая гладкость и износостойкость, не изнашивает дорогостоящие волоконные материалы.
• Износостойкая облицовочная пластина и втулка вала: обеспечивают долгосрочную защиту в тяжелых рабочих условиях.

• Медицина и биологические науки (ключевые области)

• Стоматологическое протезирование: коронки, мостовидные протезы, абатменты для имплантов и т.д. Широко распространены благодаря высокой прочности и превосходным эстетическим характеристикам (цвет и прозрачность близки к натуральным зубам).
• Хирургические инструменты: керамические ножницы, лезвия, свёрла для костей и др., обладают высокой твёрдостью, хорошей биосовместимостью и могут многократно подвергаться дезинфекции.
• Ортопедические импланты: в качестве заменяющего материала для тазобедренных суставов, головок бедренных костей и других сочленений их износостойкость в десятки раз выше, чем у сверхвысокомолекулярного полиэтилена, что значительно продлевает срок службы имплантов.

• Электроника и полупроводники

• Оптические волокна, вставки и втулки требуют чрезвычайно высокой точности обработки, низкого коэффициента трения и долгосрочной размерной стабильности, при этом предпочтительным материалом является циркония.
• Компоненты полупроводникового процесса, такие как кольца для переноски пластин, приспособления, вкладыши насосов и т.д., устойчивы к эрозии плазмой и отличаются высокой чистотой.
• Субстрат и корпус датчика: защищают внутренние прецизионные компоненты от воздействия окружающей среды.

• Новая энергетика и автомобили

• Разделитель топливного элемента: использование его ионной проводимости и стабильности в окислительных/восстановительных атмосферах делает его основным компонентом твердооксидных топливных элементов.
• Автомобильные датчики, такие как датчики кислорода, используют их проводимость и стабильность при высоких температурах для определения содержания кислорода в выхлопных газах.

• Потребительская электроника и повседневные товары

• Внешние компоненты интеллектуальных носимых устройств, такие как корпуса смарт-часов и задние панели телефонов, обеспечивают приятную текстуру, высокий блеск и превосходную устойчивость к царапинам.
• Режущие инструменты: керамические фруктовые ножи, кухонные ножи, острые и прочные, не ржавеют, без запаха.

Технические характеристики