Індивідуальна неправильна біла ізоляційна плита з цирконію, керамічна пластина ZrO2 з отвором

Формований керамічний лист із цирконію — це прецизійні керамічні компоненти неправильної форми (нестандартні круглі або квадратні вироби), виготовлені шляхом пресування та спікання порошку цирконію (ZrO₂). Вони відіграють ключову роль у сучасній промисловості й є базовими компонентами багатьох високотехнологічних продуктів.

Експлуатаційні характеристики

• Механічні властивості

Висока міцність і ударна в’язкість: цирконій (ZrO₂) має межу міцності при згині (800–1200 МПа) та в’язкість руйнування (5–10 МПа·м¹⁄²), що значно перевищує аналогічні показники звичайної кераміки, тож його можна використовувати в складних конструкціях, що зазнають різноманітних механічних навантажень.

Зносостійкість: висока твердість (твердість за Моосом 8,5–9) робить його придатним для умов високого тертя, наприклад, у підшипниках, ущільненнях тощо.

Стійкість до ударних навантажень: порівняно з традиційною керамікою, механізм підвищення міцності за рахунок фазових перетворень у цирконії дозволяє поглинати енергію удару й зменшувати крихкість.

• Термічні властивості

Жаростійкість: з температурою плавлення до 2700 ℃ матеріал придатний для використання в умовах високих температур, наприклад, у компонентах двигунів літаків.

Низька теплопровідність (2–3 Вт/(м·К)), що робить його придатним для теплоізоляційних або теплотехнічних застосувань.

Стійкість до термічних ударів: низький коефіцієнт теплового розширення (~10×10⁻⁶/℃) забезпечує здатність витримувати різкі зміни температури.

• Електричні характеристики

Частково легована цирконія (наприклад, Y₂O₃–ZrO₂) може проявляти іонну провідність і використовуватися в твердотільних акумуляторах або сенсорах. При кімнатній температурі вона є чудовим електричним ізолятором із високою питомою електричною опірністю та високою діелектричною проникністю. Проте при високих температурах вона проявляє іонну провідність й є основним матеріалом для виготовлення кисневих сенсорів.

• Хімічні та біологічні властивості

Хімічні властивості надзвичайно стабільні, стійкі до корозії сильними кислотами та лугами й фізіологічно інертні. Він нетоксичний і безпечний, а тривале імплантування в організм не викликає реакцій відторгнення.

ЯКЕРЕ ПЕРЕВАГИ

• Надзвичайно висока зносостійкість: завдяки високій твердості та низькому коефіцієнту тертя як механічна рухома деталь має надзвичайно низький рівень зносу, що значно подовжує термін експлуатації.
• Не магнітний і діелектричний: може застосовуватися в точній електроніці та середовищах із сильними магнітними полями, на відміну від металевих деталей, які викликають перешкоди, і витримує високі напруги.
• Добре біосумісність: це єдиний керамічний матеріал, колір якого наближений до кольору природних зубів і який не викликає подразнення людського організму, що робить його дуже придатним для оральної реставрації.
• Високий ступінь свободи проектування: неправильні деталі можна формувати в складні криволінійні поверхні, отвори або тонкостінні конструкції за допомогою лиття під тиском або сухого пресування, що задовольняє потреби в персоналізації або точному підгоні.

Область застосування

Застосування формованих керамічних листів із цирконію охоплює кілька високотехнологічних галузей:

• Електроніка та зв’язок: керамічні муфти для виготовлення з’єднувачів оптоволоконних кабелів, задніх панелей смартфонів, кришок модулів розпізнавання відбитків пальців та прецизійних ізоляційних компонентів, що використовуються в обладнанні для виробництва мікросхем.
• Біомедична галузь: переважно використовується в оральній реставрації, наприклад, у вигляді повнокерамічних зубів та абутментів для імплантатів. Її естетичні якості та біосумісність роблять її ідеальною альтернативою металокерамічним зубам.
• Текстильна та машинобудівна галузі: використовується для виготовлення дротяних коліс, різальних лез, серцевин кранових клапанів тощо. Завдяки своїм зносостійким і гладким властивостям вона дозволяє вирішити проблему зношування дроту або корозії металевих деталей.
• Автомобільна та хімічна промисловість: використання його високотемпературної провідності як підкладки кисневого датчика для виявлення вихлопних газів у автомобілях; завдяки стійкості до корозії використовується для ущільнювальних кілець і втулок валів у хімічних насосах.
• Оптика та товари розкоші: використовується для виготовлення заглушок оптичних волокон, точних пристроїв для полірування, а також корпусів годинників і браслетів завдяки їхній блискучій і теплій зовнішності, яка ніколи не зношується.

Загалом, формовані листи з цирконієвої кераміки постійно замінюють традиційні матеріали в галузі високоточних компонентів преміум-класу завдяки своїй «міцності металів, твердості кераміки та стійкості пластиків до корозії».

Використання

• Виробництво прецизійного обладнання (наприклад, дротові колеса, різальні інструменти)

У текстильних або дротяних різальних верстатах високошвидкісний рух металевих дротів призводить до зносу металевих компонентів. Завдяки надвисокій твердості (другій після алмазу) цирконієві дротяні колеса ефективно запобігають зносу дротів, а їхня гладенька поверхня також запобігає подряпинам на дротах. Їхня електрична ізоляція вирішує проблему електролітичної корозії у дротяних різальних верстатах, забезпечуючи кілька переваг одночасно.

• Екстремальні хімічні середовища (наприклад, ущільнення насосів)

У хімічних насосах, що перекачують сильні кислоти, це ущільнювальний елемент між обертовим і нерухомим кільцями. У цьому місці метал швидко кородує, а практична хімічна інертність цирконію робить його найміцнішою лінією оборони для ізоляції корозійних середовищ від двигунів. У поєднанні з його власними мастильними властивостями він може працювати без мастила протягом короткого часу навіть за відсутності рідкого мастила, запобігаючи перегріву обладнання.

Середовище високотемпературного вимірювання (наприклад, кисневі датчики у автомобілях)

У вихлопній трубі двигуна автомобіля це основний компонент датчика. Він здатен витримувати високотемпературні впливи — від кімнатної температури до майже тисячі градусів, а також стійкий до хімічної корозії вихлопних газів.

Технічні специфікації