All Categories

Get in touch

Keramika z oxidu zirkoničitého (ZrO2)

Keramika z oxidu zirkoničitého (ZrO2)

Zirkonová keramika je typ technické keramiky, která nachází široké uplatnění v průmyslových aplikacích. Obvykle se nevyrábí z čistého oxidu zirkoničitého, ale z oxidu zirkoničitého, který je během procesu slinování stabilizován příměsemi, jako je oxid vápenatý (CaO), oxid hořečnatý (MgO), oxid ceritý (CeO₂) nebo oxid ytritý (Y₂O₃). Tyto stabilizační látky udělují zirkonové keramice rozdílné vlastnosti. Například zirkonie stabilizovaná oxidem ytritým (YSZ) má teoretickou provozní teplotu okolo 500 °C (v praxi často nižší), zatímco zirkonie stabilizovaná oxidem hořečnatým (MSZ) může – při použití speciálních výrobních postupů – odolávat teplotám přesahujícím 2200 °C.
Výroba zirkonové keramiky zahrnuje formování prášku, slinování při vysokých teplotách a CNC obrábění. Kromě běžných výhod keramiky, jako je odolnost proti opotřebení a korozi, se zirkonová keramika vyznačuje výjimečnou lomovou houževnatostí, což ji činí lépe opracovatelnou než většinu ostatních keramických materiálů.

KONTAKTUJTE NÁS

Vlastnosti

  • Vysoký povrchový finish
  • Vysoká hustota
  • Vynikající houževnatost
  • Odolnost proti korozi
  • Odolnost proti vysokým teplotám
  • Odolnost proti opotřebení
  • Vysoký elastický modul

 

Zirconia Ceramic Property Chart

Obecné Jednotka YSZ MSZ
Barva bílá yellow
Hustota g/cm³ 6.02 5.75
Absorpce vody % 0 0
Propustnost plynu atms-cc/sec plynotěsnost <10-¹º plynotěsnost <10-¹º

 

Mechanické vlastnosti Jednotka YSZ MSZ
Tvrdost podle Vickerse (500 gm) GPa (kg/mm² ) 12.5 (1250) 11.7 (1200)
Tvrdost podle Rockwella R45N 80 78
Pevnost v tlaku při 25 °C MPa (psi x 10³) 2485 (360) 1862 (270)
Ohybová pevnost
(3 point)  @ 25°C
MPa (psi x 10³) 951 (138) 586 (85)
Lomová houževnatost (vroubkovaný nosník)
MPa·m^1/2
10 12
Modul pružnosti GPa (psi x 10⁶)  210 (30) 206 (29.8)
Poissonův poměr 0.30 0.28
Modul v tahu při 25 °C MPa (psi x 10³) 550 (80) 310 (45)

 

Tepelné vlastnosti Jednotka YSZ MSZ
Tepelná vodivost při 25 °C W/m-K 2.2 3
Měrná tepelná kapacita J/g-°C <= 0.600 0.500
C.T.E. 25 – 100°C x 10⁻⁶/°C 6.9 8.9
C.T.E. 25°-300°C x 10⁻⁶/°C 8.1 9.7
C.T.E. 25°-600°C x 10⁻⁶/°C 10.5 10.0
Max.Service Temp.(Air) °F  572 3992
Max.Service Temp.(Air) °C  300 2200

 

Elektrické vlastnosti Jednotka YSZ MSZ
Dielektrická konstanta při 1 MHz 30  22.7
Dielektrická konstanta @ Gigahertz 6.2
Dielektrické ztráty při 1 MHz 0.0018
Dielektrické ztráty @ Gigahertz 6.2
Dielectric Strength (0.125” Thick) V/mil 240 300
Objemový odpor při 25 °C ohms-cm > 1 x 10¹³ > 1 x 10¹³
Objemový odpor při 300 °C ohms-cm 1 x 10¹º 5 x 10⁷
Objemový odpor při 500 °C ohms-cm 1 x 10⁶ 1 x 10⁷
Objemový odpor při 700 °C ohms-cm 5 x 10³ 2 x 10⁶

Hodnoty představují typické materiálové vlastnosti a mohou se lišit v závislosti na konfiguraci produktu a výrobním procesu. Pro více informací neváhejte kontaktovat.

Aplikace

zirkonie stabilizovaná oxidem ytritým (YSZ):

  • Korozi odolná armatura
  • Odolné části proti opotřebení
  • Zubní implantáty a náhrady kloubů
  • Malé, vysoce přesné součásti
  • Dekorativní keramika

KONTAKTUJTE NÁS

zirkonie stabilizovaná oxidem hořečnatým (MSZ):

  • Primárně používaná v prostředích s vysokými teplotami

 

 

Tři typy kompozitních zirkoniových keramik

zirkonie stabilizovaná oxidem ytritým
zirkonie stabilizovaná oxidem hořečnatým
oxid hlinitý zesílený zirkonií

černá zirkonie

 

Plně stabilizovaná zirkonová keramika je vyrobena z čistého oxidu zirkoničitého bez přídavku stabilizačních látek a je slinována při teplotách dosahujících až 2000 °C. Výsledkem je průhledný vzhled, známý také jako transparentní zirkonie, s kubickou krystalovou strukturou. Částečně stabilizovaná zirkonie označuje keramiku na bázi oxidu zirkoničitého, která je slinována s příměsemi stabilizátorů, jako je oxid ytritý (Y₂O₃), oxid hořečnatý (MgO) nebo oxid vápenatý (CaO). Výsledná krystalová struktura těchto materiálů se vyznačuje současnou přítomností monoklinické a tetragonální faze.

Mg-PSZ (zirkonie částečně stabilizovaná oxidem hořečnatým)
Tento keramický materiál je částečně stabilizován přídavkem malého množství oxidu hořečnatého (MgO), čímž vzniká směs tetragonální, monoklinické a kubické fáze.

Vlastnosti keramiky Mg-PSZ
Tetragonální fáze se může pod mechanickým napětím transformovat na monoklinickou fázi. Tento proces se nazývá transformační zpevnění (transformation toughening) a významně zvyšuje houževnatost materiálu.
Mg-PSZ vykazuje vysokou pevnost a zvýšenou odolnost proti lomu.

MSZ (zirkonie stabilizovaná oxidem hořečnatým)
MSZ vzniká přídavkem většího množství oxidu hořečnatého (MgO), který zcela stabilizuje zirkonii do kubické fáze. Tím se zabrání fázovým transformacím i při relativně nízkých teplotách, což zajišťuje vyšší strukturální stabilitu.

Vlastnosti keramiky MSZ
Převážně kubická krystalová struktura, s minimálním nebo žádným výskytem monoklinických či tetragonálních fází.
Nevyužívá transformační zpevnění, ale nabízí vynikající stabilitu při vysokých teplotách a odolnost vůči chemické korozi.
Má nižší lomovou houževnatost, ale je ideální pro aplikace s vysokou teplotou a chemickou agresivitou.

Elektricky tavená keramika na bázi zirkonie se vyrábí metodou elektrického tavení, která umožňuje přesnou kontrolu velikosti zrn. Tyto keramické materiály jsou speciálně navrženy pro prostředí s výraznými teplotními výkyvy.

Materiál odolává teplotám až do 2500 °C a vykazuje výjimečnou odolnost vůči teplotním šokům. I při rychlém ohřevu, například z 25 °C na 1500 °C, zůstává materiál nepoškozen.

Díky těmto vlastnostem je elektricky tavená zirkonie ideálním materiálem pro výrobu kelímků, protože výrazně snižuje dobu předehřevu, zvyšuje efektivitu výroby a zároveň minimalizuje riziko prasknutí během používání.

ZTA keramika kombinuje matrici z oxidu hlinitého (Al₂O₃) s částicemi zirkonie (ZrO₂) jako zpevňující fází. Když částice zirkonie procházejí fázovou transformací, dochází k jejich expanzi, čímž se ve špičkách trhlin vytváří tlakové napětí. Toto napětí brání šíření trhlin a výrazně zvyšuje houževnatost materiálu.
Keramika ZTA se široce používá v aplikacích, které vyžadují vysokou pevnost, odolnost a schopnost odolávat porušení.

Zpracování a obrábění keramiky na bázi zirkonie
WEIERT CERAMICS je přední čínský výrobce keramiky na bázi zirkonie, specializující se na vývoj průmyslových keramických materiálů a precizní CNC obrábění součástí ze zirkonie.

Naše služby v oblasti keramiky ze zirkonie
S více než 10 lety zkušeností ve výrobě technické keramiky nabízíme standardní i zakázkově vyráběné vysoce přesné zirkoniové tyče, trubky, destičky, součástky a kelímky.

KONTAKTUJTE NÁS