산화 지르코늄이란 무엇입니까?
지르코니아로도 알려진 지르코늄 옥사이드 (ZRO2)는 가장 널리 연구되고 사용되는 고급 세라믹 재료 중 하나입니다. 다른 기술 세라믹 재료와 비교할 때, 지르코늄 산화 지르코늄의 가장 두드러진 특징은 매우 높은 골절 강인성이며, 이는 슈퍼 마모와 충격 저항력을 갖기 때문에 "세라믹 스틸"이라고도합니다.
낮은 열전도율은 지르코니아 세라믹의 또 다른 타의 추종을 불허하는 특성으로, 많은 미세한 기공과 결정 구조에 기인합니다. 이 특정 세라믹 결정 구조는 지르코니아에 우수한 열 단열 효과를 제공합니다.
산화 지르코늄 구조 (ZRO2)
지르코늄 산화물 세라믹은 온도 변화로 인한 세 단계가 있습니다.
monoclinic (m-zro2) 위상입니다 .
1170 ℃에서 2370 ℃ 사이 에서 , 이는 정사각형 (T-Zro2) 상으로 변환된다;
※ 온도가 2370 ℃를 초과하면 입방 (C-Zro2) 위상으로 변환된다.
세라믹 지르코니아의 3 단계는 다른 온도에서 서로 변형 될 수 있습니다. 상이있는 상이있는 지르코니아 세라믹 부품은 다양한 크기, 볼륨 및 기계적 및 화학적 특성을 갖습니다.
지르코니아의 다른 장점 (ZRO2)
※ 고강도 : 압축 강도는 강철의 5 배 이상 1000mpa 이상에 도달 할 수 있습니다.
※ 고온 저항성 : 지르코니아의 서비스 온도는 최대 1000 명일 수 있습니다.
※ 고밀도 : 매우 밀도가 높은 세라믹 재료이며 밀도는 최대 6.1 g/cm3입니다.
※ 높은 경도 : 지르코늄 산화물 세라믹 경도의 Mohs는 사파이어와 비슷합니다.
※ 부식성 : Zro2는 대부분의 산, 알칼리, 소금 및 기타 화학 물질과 반응하지 않습니다.
※ 저항성 균열 전파 : 지르코니아 ZRO2 세라믹이 왜 골절 강인성을 가지고 있는지의 실제 원인입니다.
※ 자가-윤활성 : 지르코늄 산화물 세라믹은 마찰 계수가 훨씬 낮습니다. Alumina Ceramics의 1/2에 불과합니다
※ 더 미세한 표면 : 지르코늄 산화 지르코늄의 밀도가 훨씬 높고 콤팩트 함이 세라믹 바디의 질감을 잘게 만듭니다.
※ 용융 금속에 내성 : ZRO2 세라믹은 액체 금속에 의해 쉽게 젖지 않으므로, 용융 금속의 부식에 매우 저항력이 있습니다.
전기 절연 : ZRO2 세라믹은 실온에서 높은 저항력을 가지며 세라믹 절연체로 사용될 수 있지만 작동 온도가 650 °를 초과하면 전기 도체가됩니다.
지르코니아 물질의 유형
다른 안정제로 도핑 된 것은 지르코니아 물질에 큰 영향을 미칩니다. 안정제의 주요 범주에 따르면 지르코니아 세라믹은 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
1. yttria 안정화 지르코니아 : (YSZ)
yttria라고 불리는 3 몰의 이산화물을 첨가함으로써 제조 된 지르코늄 산화 지르 코늄 (Zro2) 물질은 부분적으로 안정화 된 지르코니아를 첨가한다. YSZ 지르코니아는 실온에서 안정적인 정사각 결정 구조를 나타냅니다. 고강도, 부식성, 고온 저항성, 우수한 생체 적합성, 내마모성 및 우수한 이온 전도도를 갖습니다. Y2O3 함량이 증가함에 따라 안정화 된 지르코니아 세라믹은 정각 단계 (부분적으로 안정화)에서 입방 단계, 즉 완전 안정화 된 지르코니아 (FSZ)로 변형 될 수 있습니다.
2. 마그네슘 안정화 지르코니아 (MSZ)
산화 지르코늄에 적절한 양의 산화 마그네슘을 추가하면 성능을 조정할 수 있습니다. 마그네슘 안정화 지르코니아는 기계적 강도, 열 안정성 및 화학적 안정성이 우수합니다.
3. Cerium 안정화 지르코니아 (CSZ)
이 강화 된 세라믹은 세륨 산화물을 안정화제로 사용하여 8% 내지 16%의 분자 함량으로 지르코니아에서 균일하게 도핑함으로써 만들어집니다.
| 재산 | 단위 | 3Y-TZP | MSZ | CE-TZP |
| 유전력 | ac -kv/mm | 11.7 | 9.4 | 9.8 |
| 유전 상수 @ 1MHz | (이자형) | 29 | 28 | 29.2 |
| 1MHz @ 유전 손실 | --- | 0.001 | 0.0018 | - |
| 부피 저항성, 25 25 | 옴. cm | 1*10 13 | 1*10 13 | 1*10 13 |
| 부피 저항성, 500, | 1*10 7 | 1*10 7 | 1*10 7 | |
| 부피 저항성, 1000, | ＜ 1*10 3 | ＜ 1*10 3 | ＜ 1*10 3 |
지르코니아 세라믹의 응용
1. YSZ 지르코니아의 전형적인 응용
YSZ 지르코니아는 모든 지르코니아 카테고리에서 가장 널리 사용됩니다. 응용 프로그램에는 다음이 포함됩니다.
※ 세라믹 마모 부품
지르코니아 볼 밸브 및 시트
캠프 씰 및 샤프트 베어링
※ 고체 산화 연료 전지 (SOFC)
precision 정밀 ZRO2 세라믹 노즐
세라믹 절단 도구 및 블레이드
※ 산소 센서, 질소 산화물 센서
※ 와이어 형성을위한 세라믹 롤러 및 가이드
※ 섬유 기계의 세라믹 스레드 및 원사 가이드
※ 기능성 세라믹 및 구조 세라믹 구성 요소
2. MSZ 지르코니아의 전형적인 응용
※ 엔지니어링 응용 분야 : 기계식 씰, 스탬핑 및 압출이 다소 및 마모 부품
※ 광학 통신 장치 : 세라믹 슬리브, 세라믹 모세관, 세라믹 홀더
※ 생물 의학 과학 : 뼈 조직 복구 재료, 바이오 센서, 골절 내부 고정 장치 및 약물 담체
※ 소화 : 고온 용광로 부품, 항공 우주 엔진 용 세라믹 부품 및 우주선을위한 구조 재료
3. CSZ 지르코니아의 전형적인 응용
※ 그라인딩 매체 : 모든 종류의 고격성 재료 연삭에 적합합니다.
※ 구조 세라믹 부품 : 주로 높은 경도, 고온 저항성에 사용됩니다.
※ 자동차 촉매 시스템 : 촉매 담당자로서 Ceria 안정화 지르코니아는 촉매 효율을 향상시키고 오염 물질 방출을 감소시킬 수 있습니다.
최종 생각
우수한 기계적 및 열적 특성, 화학적 불활성 및 고온 안정성 덕분에 지르코니아 세라믹의 사용은 과학과 기술의 혁신과 생산 공정의 지속적인 개선으로 더욱 심화되고 확대 될 것입니다. 다각화 된 기능 및 고급 세라믹 재료의 저렴한 비용.