Anpassad zirkonia-irreguljär platta, vit isolator, ZrO2-keramikplatta med hål

Zirkoniakeramisk formad platta avser precisionskeramiska komponenter med oregelbundna former (icke-standardiserade runda eller fyrkantiga delar) som tillverkats genom pressning och sintring av zirkonpulver (ZrO2). Den spelar en nyckelroll inom den moderna industrin och utgör den grundläggande kärnkomponenten i många högteknologiska produkter.

Prestanda

• Mekaniska egenskaper

Hög dragstyrka och seghet: Zirkonia (ZrO2) har böjhållfasthet (800–1200 MPa) och brottseghet (5–10 MPa·m¹⁄²) långt över vanliga keramiska material, vilket gör den lämplig för komplexa belastningsstrukturer.

Slitagebeständighet: Dess höga hårdhet (Mohs hårdhet 8,5–9) gör den lämplig för miljöer med hög friktion, t.ex. lager och tätningsdelar.

Slagfasthet: Jämfört med traditionell keramik kan zirkoniens fasomvandlingsförhårdningsmekanism absorbera slagenergi och minska sprödheten.

• Termiska egenskaper

Högtemperaturbeständighet: Med en smältpunkt på upp till 2700 °C är den lämplig för högtemperaturmiljöer, såsom komponenter i flygplansmotorer.

Låg värmeledningsförmåga (2–3 W/m·K), lämplig för isolerings- eller värmehanteringsapplikationer.

Termisk chockbeständighet: Den låga termiska expansionskoefficienten (~10×10⁻⁶/°C) gör att materialet kan motstå snabba temperaturförändringar.

• Elektriska egenskaper

Delvis dopad zirkonia (t.ex. Y₂O₃–ZrO₂) kan visa jonledning och användas i fasta batterier eller sensorer. Den är en utmärkt elektrisk isolator vid rumstemperatur, med hög resistivitet och hög dielektrisk konstant. Vid höga temperaturer visar den dock jonledning och är det centrala materialet för tillverkning av sygensorer.

• Kemiska och biologiska egenskaper

De kemiska egenskaperna är extremt stabila, motståndskraftiga mot stark syrakorrosion och alkalikorrosion samt fysiologiskt inerta. Den är icke-toxisk och har ingen skadlig verkan, och långvarig implantation i kroppen ger inte upphov till avstöttningsreaktioner.

Kärnstrategier

• Extremt hög slitagebeständighet: Med hög hårdhet och låg friktionskoefficient är slitagebelastningen som mekanisk rörlig komponent extremt liten, vilket kan avsevärt förlänga livslängden.
• Icke-magnetisk och isolerande: kan användas i precisionselektronik och miljöer med starka magnetfält, till skillnad från metallkomponenter som orsakar störningar, och kan tåla höga spänningar.
• God biokompatibilitet: Detta är det enda keramiska materialet som har en färg nära naturliga tänder och inte irriterar människokroppen, vilket gör det mycket lämpligt för oral rekonstruktion.
• Hög grad av designfrihet: Oregelbundna delar kan formas till komplexa böjda ytor, hål eller tunnväggiga strukturer genom injektering eller torrpressning, vilket möter behoven av personlig anpassning eller precisionssammanpassning.

Användningsområde

Användningen av formade zirkoniumoxidkeramikplåtar omfattar flera högteknologiska områden:

• Elektronik och kommunikation: Keramikhylsor som används för tillverkning av fiberanslutningsdon, bakplattor till smartphones, täckningar för fingeravtrycksigenkänningsmoduler samt precisionsisolationskomponenter som används i utrustning för tillverkning av halvledare.
• Biomedicin: Används främst för tandvårdsrestauration, till exempel helt keramiska tänder och implantatabutment. Dess estetik och biokompatibilitet gör den till ett idealiskt alternativ till metallporceläntänder.
• Textil och maskinteknik: Används för tillverkning av trådrullar, skärblad, kranventilkärnor m.m. Genom att utnyttja dess slitstarka och släta egenskaper kan problemen med att metallkomponenter sliter av trådar eller rostar lösas.
• Bil- och kemisk industri: Använder sin högtemperaturledningsförmåga som substrat för sygensonder vid avgasdetektering i bilar; Använder sin korrosionsbeständighet för att tillverka tätningringar och axellässkärmar i kemiska pumpar.
• Optik och lyxvaror: Används för tillverkning av fiberanslutningskontakter, precisionsslipfikturer samt klockgehållare och armband, tack vare deras blanka och varma utseende som aldrig slits ut.

Sammanfattningsvis ersätter zirkoniumoxidkeramiska formade plåtar kontinuerligt traditionella material inom området för högpresterande precisionskomponenter på grund av sin "metallliknande seghet, keramliknande hårdhet och plastliknande korrosionsbeständighet".

Användning

• Precisionmaskintillverkning (t.ex. trådhjul, skärverktyg)

I textil- eller trådschaktmaskiner är höghastighetsrörliga metalltrådar benägna att slitas på metallkomponenter. Genom att använda zirkonia-trådhjul, vars extremt höga hårdhet (andra endast efter diamant) effektivt motverkar trådslitage, och vars släta yta också undviker att repa trådarna, uppnås flera fördelar på en gång. Dess elektriska isolering löser problemet med elektrolytisk korrosion i trådschaktmaskiner.

• Extrema kemiska miljöer (t.ex. pumpsegel)

I kemikaliapumpar som transporterar starka syror fungerar den som tätelement mellan de rörliga och stillastående ringarna. Metall kommer snabbt att korroderas här, och zirkonias nästan fullständiga kemiska inaktivitet gör den till den starkaste försvarslinjen för att isolera korrosiva medier från motorer. I kombination med dess självsmörjande egenskaper kan den även drivas torrt under kort tid även utan vätskebaserad smörjning, vilket förhindrar att utrustningen brinner upp.

Miljö med hög temperatur för känslomätning (t.ex. bilens sygengivare)

I avgasröret på en bilmotor är det kärnkomponenten i sensorn. Den kan tåla högtemperaturpåverkan från rumstemperatur upp till nästan tusen grader, samtidigt som den motstår kemisk korrosion från avgaserna.

Tekniska specifikationer