Tấm cách điện bằng gốm ZrO2 màu trắng, dạng tấm zirconia không đều, tùy chỉnh theo yêu cầu, có lỗ

Tấm gốm zirconia định hình đề cập đến các linh kiện gốm chính xác có hình dạng không đều (không phải dạng tròn hoặc vuông tiêu chuẩn), được chế tạo bằng cách nén và nung bột zirconia (ZrO2). Sản phẩm này đóng vai trò then chốt trong công nghiệp hiện đại và là thành phần nền tảng cốt lõi của nhiều sản phẩm công nghệ cao.

Hiệu suất

• Đặc tính cơ học

Độ bền và độ dai cao: Zirconia (ZrO2) có độ bền uốn (800–1200 MPa) và độ dai va đập (5–10 MPa·m¹⁄²) vượt xa gốm thông thường, do đó rất phù hợp cho các cấu trúc chịu ứng suất phức tạp.

Khả năng chống mài mòn: Độ cứng cao (độ cứng Mohs 8,5–9) khiến vật liệu này thích hợp cho các môi trường ma sát cao như ổ bi, phớt làm kín, v.v.

Khả năng chịu va đập: So với gốm truyền thống, cơ chế tăng độ dai nhờ biến đổi pha của zirconia có thể hấp thụ năng lượng va đập và giảm độ giòn.

• Tính chất nhiệt

Khả năng chịu nhiệt độ cao: Với điểm nóng chảy lên đến 2700℃, vật liệu này thích hợp cho các môi trường nhiệt độ cao như các bộ phận động cơ máy bay.

Độ dẫn nhiệt thấp (2–3 W/m·K), thích hợp cho các ứng dụng cách nhiệt hoặc quản lý nhiệt.

Khả năng chịu sốc nhiệt: Hệ số giãn nở nhiệt thấp (~10×10⁻⁶/℃) giúp vật liệu chịu được những thay đổi nhiệt độ đột ngột.

• Thuộc tính điện

Zirconia được pha tạp một phần (ví dụ như Y₂O₃–ZrO₂) có thể thể hiện tính dẫn ion và được sử dụng trong pin thể rắn hoặc cảm biến. Ở nhiệt độ phòng, đây là một chất cách điện xuất sắc với điện trở suất cao và hằng số điện môi cao. Tuy nhiên, ở nhiệt độ cao, vật liệu thể hiện tính dẫn ion và là vật liệu lõi để sản xuất cảm biến oxy.

• Tính chất hóa học và sinh học

Tính chất hóa học cực kỳ ổn định, chống chịu được sự ăn mòn của axit mạnh và kiềm mạnh, đồng thời có tính trơ sinh lý. Vật liệu này không độc hại và vô hại; việc cấy ghép lâu dài trong cơ thể sẽ không gây phản ứng đào thải.

LỢI THẾ CỐT LÕI

• Khả năng chống mài mòn cực cao: Với độ cứng cao và hệ số ma sát thấp, khi làm thành phần chuyển động cơ học, lượng mài mòn cực kỳ thấp, từ đó có thể kéo dài đáng kể tuổi thọ sử dụng.
• Không nhiễm từ và cách điện: Có thể ứng dụng trong các thiết bị điện tử chính xác và môi trường có từ trường mạnh, khác với các chi tiết kim loại gây nhiễu, đồng thời chịu được điện áp cao.
• Tính tương thích sinh học tốt: Đây là loại gốm duy nhất có màu sắc gần giống răng tự nhiên và không gây kích ứng cho cơ thể người, do đó rất phù hợp cho phục hình nha khoa.
• Mức độ tự do thiết kế cao: Các chi tiết không đều có thể được tạo hình thành các bề mặt cong phức tạp, lỗ khoan hoặc cấu trúc thành mỏng thông qua phương pháp ép phun hoặc ép khô, đáp ứng nhu cầu cá nhân hóa hoặc lắp ghép chính xác.

Phòng ứng dụng

Việc ứng dụng các tấm gốm zirconia đã bao quát nhiều lĩnh vực cao cấp:

• Điện tử và Viễn thông: Vỏ gốm dùng để sản xuất đầu nối cáp quang, mặt lưng điện thoại thông minh, nắp module nhận dạng vân tay và các linh kiện cách điện chính xác dùng trong thiết bị sản xuất chip.
• Y sinh học: Chủ yếu được sử dụng trong phục hình nha khoa, ví dụ như răng toàn sứ và khớp nối trụ cấy ghép nha khoa. Tính thẩm mỹ và khả năng tương thích sinh học của nó khiến vật liệu này trở thành lựa chọn lý tưởng thay thế cho răng sứ kim loại.
• Dệt may và Cơ khí: Dùng để sản xuất bánh xe kéo sợi, lưỡi dao cắt, lõi van vòi nước, v.v. Nhờ đặc tính chống mài mòn và bề mặt trơn nhẵn, vật liệu này có thể giải quyết vấn đề dây bị mài mòn hoặc gỉ sét khi sử dụng chi tiết kim loại.
• Ngành công nghiệp ô tô và hóa chất: Tận dụng khả năng dẫn điện ở nhiệt độ cao để làm vật liệu nền cảm biến oxy trong hệ thống phát hiện khí thải ô tô; Tận dụng khả năng chống ăn mòn, được sử dụng làm phớt làm kín và ống lót trục trong các bơm hóa chất.
• Quang học và hàng xa xỉ: Được dùng để sản xuất đầu nối cáp quang, đồ gá mài chính xác, cũng như vỏ đồng hồ và dây đeo đồng hồ nhờ vẻ ngoài bóng mượt, ấm áp và không bao giờ phai màu.

Nhìn chung, các tấm gốm zirconia định hình sẵn đang liên tục thay thế các vật liệu truyền thống trong lĩnh vực linh kiện chính xác cao cấp nhờ đặc tính "độ dẻo dai như kim loại, độ cứng như gốm và khả năng chống ăn mòn như nhựa".

Cách sử dụng

• Sản xuất máy móc chính xác (ví dụ: bánh xe dây, dao cắt)

Trong các máy cắt vải hoặc dây kim loại, các sợi dây kim loại chuyển động với tốc độ cao dễ gây mài mòn và hư hại các bộ phận kim loại. Việc sử dụng bánh xe dây zirconia, nhờ độ cứng cực cao (chỉ đứng sau kim cương), giúp chống mài mòn dây hiệu quả; đồng thời bề mặt nhẵn mịn của chúng cũng tránh làm xước dây. Tính cách điện của zirconia giải quyết vấn đề ăn mòn điện phân trên các máy cắt dây, từ đó đạt được nhiều lợi ích trong một giải pháp duy nhất.

• Môi trường hóa chất khắc nghiệt (ví dụ: phớt làm kín bơm)

Trong các bơm hóa chất vận chuyển axit mạnh, đây là bộ phận làm kín giữa vòng quay và vòng cố định. Kim loại sẽ bị ăn mòn nhanh chóng tại vị trí này, trong khi tính trơ hóa học gần như tuyệt đối của zirconia khiến nó trở thành hàng rào bảo vệ mạnh nhất nhằm cách ly môi chất ăn mòn khỏi động cơ. Kết hợp với đặc tính tự bôi trơn, zirconia có thể hoạt động khô trong thời gian ngắn ngay cả khi không có chất bôi trơn dạng lỏng, ngăn ngừa thiết bị bị cháy hỏng.

Môi trường cảm biến nhiệt độ cao (ví dụ: cảm biến oxy ô tô)

Trong ống xả của động cơ ô tô, đây là thành phần lõi của cảm biến. Nó có thể chịu được tác động nhiệt độ cao, từ nhiệt độ phòng lên tới gần một nghìn độ, đồng thời cũng chống chịu được sự ăn mòn hóa học từ khí thải.

Thông số kỹ thuật