Індивідуальна дзеркально полірована цирконієва ізоляційна деталь, керамічний блок-колесо ZrO2

Відмінності експлуатаційних характеристик

• Висока міцність (опір тріщинам)

• Механізм: це найважливіша властивість цирконію, що походить від механізму «затвердіння за рахунок фазового перетворення». Під дією напруження зерна цирконію зазнають фазового перетворення (від тетрагональної фази до моноклінної), що супроводжується незначним розширенням об’єму, в результаті чого виникає стискаюче напруження на вершині тріщини й ефективно запобігає поширенню тріщин.
• Експлуатаційні характеристики: твердість цирконію значно вища, ніж у традиційної оксидної кераміки, і навіть порівнянна з деякими металами, що ефективно усуває недолік крихкості кераміки.

• Висока міцність і висока твердість

• Експлуатаційні характеристики: цирконій має дуже високу межу згину та твердість за Вікерсом, що дозволяє йому витримувати великі навантаження та протистояти зовнішнім впливам, таким як втиснення та подряпини, і характеризується відмінною зносостійкістю.

• Відмінна стійкість до износу

• Експлуатаційні характеристики: поєднуючи високу твердість і міцність, вироби з цирконію демонструють надзвичайно довгий термін служби в умовах тертя та зносу, що робить їх ідеальним матеріалом для зносостійких компонентів.

• Низька теплопровідність і висока стабільність при високих температурах

• Експлуатаційні характеристики: Цирконій є чудовим ізоляційним матеріалом із дуже низькою теплопровідністю. У той же час він здатен зберігати свою міцність і стабільність форми навіть при високих температурах (зазвичай понад 1100 ℃).

• Виняткова хімічна стабільність і біосумісність

• Експлуатаційні характеристики: Виняткова стійкість до корозії під дією більшості кислот, лугів і розплавлених металів. Цирконій (наприклад, Y-TZP), який пройшов сувору сертифікацію щодо біобезпеки, не є токсичним, не подразнює і не викликає алергії у тканинах людини, і вважається біологічно інертним матеріалом.

• Унікальний коефіцієнт теплового розширення

• Продуктивність: його коефіцієнт теплового розширення відносно близький до металів, що забезпечує кращу теплову сумісність при використанні разом із металевими компонентами, зменшуючи проблеми тріщин від неоднакового теплового розширення та стиснення.

Переваги

• Заміна металу керамікою: у застосуваннях, що вимагають зносостійкості та корозійної стійкості, може замінити високоякісну леговану сталь, вольфрамову сталь тощо, маючи довший термін служби та не потребуючи змащення, забезпечуючи роботу без мастила.
• Заміна пластику керамікою: у ситуаціях, де потрібні висока точність, висока стабільність і стійкість до хімічного впливу, замінює спеціальні інженерні пластики, маючи кращі експлуатаційні характеристики.
• Заміна алюмінію керамікою: у галузі біомедицини, замінюючи традиційну оксидну кераміку, має вищу міцність і в’язкість, а вироби можуть бути тоншими та витонченішими.
• Легкість: хоча його густина (приблизно 6,0 г/см ³ ) вищий, ніж у алюмінію, але значно нижчий, ніж у сталі, тому він має переваги у високотехнологічному обладнанні, де потрібне зменшення ваги.
• Конструктивна проектування: шляхом регулювання формули (наприклад, стабілізація ітрієм, церієм) та процесу спікання можна цільово оптимізувати його в’язкість, міцність або теплопровідність, щоб задовольнити певні вимоги застосування.

Застосування

• Промислове виробництво та автоматизація

• Точнісні кульки та ролики підшипників: завдяки високій твердості, зносостійкості, корозійній стійкості, електроізоляційним і ненамагніченим властивостям використовуються у швидкісних шпинделях, прецизійних приладах, напівпровідниковому обладнанні тощо.
• Ущільнювальне кільце механічного ущільнення: використовується в хімічних насосах, водяних насосах автомобілів тощо, стійке до корозії, зносу, термін служби значно перевищує термін служби карбіду вольфраму та графіту.
• Різальний інструмент: різці з цирконієвої кераміки можуть використовуватися для високошвидкісної прецизійної обробки.
• Текстильний та оптоволоконний напрямний: екстремально висока гладкість і зносостійкість, не пошкоджує дорогі волокнисті матеріали.
• Зносостійка облицювальна плита та втулка вала: забезпечують тривале захист у важких умовах роботи.

• Медицина та біологічні науки (основні галузі)

• Стоматологічне протезування: коронки, містки, абатменти для імплантів тощо. Має широке поширення завдяки високій міцності та чудовому естетичному ефекту (колір і прозорість близькі до справжніх зубів).
• Хірургічні інструменти: керамічні ножиці, леза, кісткові дрилі тощо, мають високу твердість, добру біосумісність і можуть багаторазово знезаражуватися.
• Ортопедичні імпланти: як замінник матеріалу для тазостегнових суглобів, голівок стегнових кісток та інших суглобів, їх зносостійкість у десятки разів вища, ніж у надвисокомолекулярного поліетилену, що значно подовжує термін служби імплантатів.

• Електроніка та напівпровідники

• Оптичні волокна, вставки та втулки потребують надзвичайно високої точності обробки, низького коефіцієнта тертя та тривалої стабільності розмірів, при цьому найкращим матеріалом є цирконій.
• Компоненти напівпровідникового процесу, такі як кільця для перенесення пластин, пристосування, футеровка насосів тощо, стійкі до ерозії плазмою і мають високу чистоту.
• Субстрат і корпус сенсора: захищають внутрішні прецизійні компоненти від впливу навколишнього середовища.

• Нова енергетика та автомобілі

• Розділювач паливного елемента: завдяки своїй йонній провідності та стабільності в окисних/відновних атмосферах є основним компонентом твердооксидних паливних елементів.
• Автомобільні датчики, наприклад, кисневі датчики, використовують свою провідність і стабільність при високих температурах для визначення вмісту кисню в відпрацьованих газах.

• Побутова електроніка та товари повсякденного попиту

• Зовнішні компоненти розумних носимих пристроїв, наприклад, корпуси смарт-годинників та задні панелі телефонів, забезпечують приємну на дотик текстуру, високий блиск та чудову стійкість до подряпин.
• Різальний інструмент: керамічні фруктові ножі, кухонні ножі, гострі та довговічні, не піддаються корозії та без запаху.

Технічні специфікації