เซรามิกเซอร์โคเนียเป็นวัสดุเซรามิกขั้นสูงโดยใช้ zirconium dioxide (zro₂) พวกเขาปรากฏสีขาวที่อุณหภูมิห้องและมีปริมาณการติดตามของ hafnium dioxide (HFO₂) และความคงตัวเช่น yttrium ออกไซด์ (y₂o₃)
1. คุณสมบัติหลักเกิดจากการแปลงคริสตัล
ที่ความดันปกติเซอร์โคเนียเซรามิกมีอยู่ในสามรัฐผลึก: monoclinic (m-zro₂), tetragonal (t-zro₂) และลูกบาศก์ (C-zro₂) ด้วยการเพิ่มความคงตัวเช่นY₂O₃และ CEO ₂โครงสร้างผลึกสามารถถูกจัดการให้เป็นแบบฟอร์มเช่นเซอร์โคเนียที่เสถียรบางส่วน (PSZ) หรือ zirconia polycrystal (TZP) ตัวอย่างเช่น Y-TZP (Yttrium เสถียร Tetragonal เซอร์โคเนีย) ใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาการแพทย์และอุตสาหกรรมเนื่องจากมีความทนทานและความแข็งแรงสูง
2. ความแตกต่างหลักจากเซรามิกทั่วไป
คุณสมบัติเชิงกล:
ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ: เซอร์โคเนียเซรามิกมีความแข็งของ HV1230 ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่สวมใส่สูง (เช่นตลับลูกปืนและเครื่องมือตัด)
ความทนทานและความต้านทานรอยร้าว: ผ่านกลไกการเปลี่ยนแปลงเฟสเซอร์โคเนียผ่านการเปลี่ยนเฟส tetragonal เป็น monoclinic ในระหว่างการแพร่กระจายของรอยแตกดูดซับพลังงานและป้องกันการแพร่กระจายรอยแตก ความเหนียวแตกหักของมันคือ 3-5 เท่าของเซรามิกธรรมดา
คุณสมบัติทางความร้อน:
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน: ใกล้กับเหล็ก (10.5 ×10⁻⁶/° C) ซึ่งเข้ากันได้กับโลหะมากลดความเสี่ยงของการแตกร้าวที่เกิดจากความเครียดจากความร้อน
ฉนวนกันความร้อน: การนำความร้อนต่ำ (2-3 W/m · K) ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานฉนวนกันความร้อนอุณหภูมิสูง (เช่นการเคลือบเครื่องยนต์อากาศยาน)
ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ:
เซรามิกเซอร์โคเนียมออกไซด์นั้นไม่เป็นพิษและทนทานต่อภูมิคุ้มกัน พวกเขาสามารถขัดเงาให้กับกระจกได้ (RA <0.01μm) ลดการยึดเกาะของแบคทีเรียทำให้พวกเขาเป็นวัสดุที่เลือกสำหรับรากฟันเทียมและข้อต่อประดิษฐ์
3. ข้อดีของวัสดุ
ความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่า:
ในการใช้งานเช่นซีลปั๊มและที่นั่งวาล์วเซอร์โคเนียเซรามิกมีอายุการใช้งาน 5-10 เท่าของคาร์ไบด์ซีเมนต์ลดความถี่ทดแทนและค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น บริษัท น้ำมันหนึ่งแห่งมีค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาลดลง 70% หลังจากใช้ซีลเซอร์เพironiaปั๊ม
ความมั่นคงอุณหภูมิสูง:
ด้วยจุดหลอมเหลวสูงถึง 2715 ° C และรักษาความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงถึง 1,500 ° C พวกเขาเหมาะสำหรับใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์ในเซลล์เชื้อเพลิงออกไซด์ของแข็ง (SOFCs) และองค์ประกอบความร้อนที่อุณหภูมิสูง
คุณสมบัติไฟฟ้าที่ปรับได้:
ที่อุณหภูมิห้องพวกเขาเป็นฉนวน (ความต้านทาน> 10⁴Ω·ซม.) ที่อุณหภูมิสูงพวกเขาจะเปลี่ยนเป็นเซมิคอนดักเตอร์ (ความต้านทานลดลงเหลือ 10 ··ซม.) ทำให้การใช้งานในเซ็นเซอร์ออกซิเจนและองค์ประกอบ piezoelectric
การรวมสุนทรียศาสตร์และฟังก์ชั่น:
การเพิ่ม colorants เช่นV₂o₅และFe₂o₃สามารถสร้างวัสดุที่มีสีสันโปร่งแสงที่สามารถแทนที่เพชรในเครื่องประดับ (เช่นอัญมณีเซอร์โคเนียลูกบาศก์) ในขณะที่ยังคงความแข็งสูง
4. องค์ประกอบโครงสร้างและการประมวลผล
การเตรียมผง:
ผงที่มีความบริสุทธิ์สูง, ultrafine (ขนาดอนุภาค <100nm) ถูกเตรียมโดยใช้วิธีการร่วมกัน, โซล-เจลหรือวิธีการสังเคราะห์ความร้อนใต้พิภพ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ว่าธัญพืชที่ดี (<500nm) หลังจากการเผาไหม้เพิ่มความแข็งแรงของวัสดุ
กระบวนการขึ้นรูป:
การหล่อสลิป: เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปร่างซับซ้อน (เช่นอวัยวะเทียมเทียม) แต่ความหนาแน่นของร่างกายสีเขียวค่อนข้างต่ำ
การบีบอัดแบบร้อน: การใช้สารยึดเกาะแว็กซ์พาราฟินการขึ้นรูปความแม่นยำสูงจะทำได้ (ความทนทานต่อมิติ± 0.05 มม.) ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตมวล (เช่นเคสเฝ้าดู)
เทคโนโลยีการเผา:
การเผาแบบไร้แรงดัน: ต้นทุนต่ำ แต่ความหนาแน่นต่ำกว่า (95%-98%);
Hot Isostatic Pressing (HIP): บรรลุความหนาแน่นใกล้เต็ม (> 99.5%) ที่ 1500 ° C และ 200 MPa ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ
5. สถานการณ์การจับคู่แอปพลิเคชันกับผู้ซื้อ
การผลิตอุตสาหกรรม:
ลูกค้าเป้าหมาย: ซัพพลายเออร์ชิ้นส่วนยานยนต์ บริษัท การบินและอวกาศและผู้ผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์
ผลิตภัณฑ์ที่แนะนำ: ตลับลูกปืนเซอร์โคเนีย (สำหรับแกนไฟฟ้าความเร็วสูง) เครื่องมือตัดเซรามิก (สำหรับการตัดวัสดุที่มีความแข็งของ HRC60 หรือสูงกว่า)
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ผู้บริโภค:
ลูกค้าเป้าหมาย: ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนแบรนด์อุปกรณ์ที่สวมใส่ได้
ผลิตภัณฑ์ที่แนะนำ: เซอร์โคเนียเซรามิกหลังปกและดูเคส
6. คำแนะนำการตัดสินใจจัดซื้อจัดจ้าง
ลูกค้าที่มีความไวต่อต้นทุน: เลือกคอมโพสิตอะลูมินา (ZTA) Zirconia-toughened (ZTA) เพื่อรักษาประสิทธิภาพของเซอร์โคเนีย 80%ในขณะที่ลดต้นทุนลง 30%-50%
ลูกค้าปรับแต่งระดับสูง: จัดลำดับความสำคัญของซัพพลายเออร์ที่มีความสามารถในการเผาสะโพกเพื่อให้แน่ใจว่ามีความหนาแน่นของวัสดุและประสิทธิภาพที่สอดคล้องกัน
ลูกค้าที่ผลิตโดยใช้ชุดทดลองขนาดเล็ก: พันธมิตรกับผู้ขายที่เสนอบริการการพิมพ์ 3 มิติเซอร์โคเนียเพื่อลดรอบการวิจัยและพัฒนาและลดต้นทุนการใช้เครื่องมือ