지르코니아 세라믹(ZrO2)

지르코니아 세라믹은 산업 분야에서 널리 사용되는 기술 세라믹의 일종입니다. 일반적으로 순수한 지르코니아가 아니라 소결 과정에서 CaO, MgO, CeO₂ 또는 Y₂O₃와 같은 안정제와 혼합된 지르코니아로 만들어집니다. 이러한 안정제는 지르코니아 세라믹에 다양한 특성을 부여합니다. 예를 들어, 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)의 이론적 작동 온도는 약 500°C이며(실제로는 더 낮은 경우가 많음), 마그네시아 안정화 지르코니아(MSZ)는 특수 기술로 가공하면 2200°C 이상의 온도를 견딜 수 있습니다.
지르코니아 세라믹의 제조 공정에는 분말 성형, 고온 소결, CNC 기계 가공이 포함됩니다. 지르코니아 세라믹은 내마모성 및 내식성과 같은 세라믹의 일반적인 이점 외에도 뛰어난 파단 인성으로 인해 대부분의 다른 세라믹에 비해 가공이 용이하다는 점이 특징입니다.

문의하기

특징

높은 표면 마감
고밀도
뛰어난 인성
내식성
고온 내성
내마모성
높은 탄성 계수

일반	단위	YSZ	MSZ
색상		흰색	노란색
밀도	g/cm³	6.02	5.75
수분 흡수	%	0	0
가스 투과성	ATMS-CC/SEC	기밀 <10-¹º	기밀 <10-¹º

기계적 특성	단위	YSZ	MSZ
비커스 경도(500g)	GPa (kg/mm2 )	12.5 (1250)	11.7 (1200)
로크웰 경도	R45N	80	78
25°C에서 압축 강도	MPa(psi x 103)	2485 (360)	1862 (270)
굴곡 강도(MOR) (3점) @ 25°C	MPa(psi x 103)	951 (138)	586 (85)
골절 인성(노치 빔)	MPam1/2	10	12
탄성 계수	GPa(psi x 106)	210 (30)	206 (29.8)
푸아송 비율		0.30	0.28
인장 계수 @ 25°C	MPa(psi x 103)	550 (80)	310 (45)

열 속성	단위	YSZ	MSZ
25°C에서의 열 전도성	W/m-K	2.2	3
비열 용량	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.（공기)	화씨(°F)	572	3992
Max.Service Temp.（공기)	섭씨(°C)	300	2200

전기적 특성	단위	YSZ	MSZ
유전체 상수 @ 1MHz		30	22.7
유전체 상수 @ 기가헤르츠			6.2
유전체 손실 @ 1MHz			0.0018
유전체 손실 @ 기가헤르츠			6.2
유전체 강도(.125" 두께)	V/mil	240	300
체적 저항률 @ 25°C	ohms-cm	> 1 x 10¹³	> 1 x 10¹³
체적 저항률 @ 300°C	ohms-cm	1 x 10¹º	5 x 10⁷
체적 저항률 @ 500°C	ohms-cm	1 x 10⁶	1 x 10⁷
700°C에서의 체적 저항	ohms-cm	5 x 10³	2 x 10⁶

*값은 일반적인 재료 특성을 나타내며 제품 구성 및 제조 공정에 따라 달라질 수 있습니다, 푸르테이의 경우
정보, 주저하지 마세요. 문의하기.

애플리케이션

이트리아 안정화 지르코니아(YSZ):

부식 방지 피팅
내마모성 부품
치과 임플란트 및 관절 교체
소형, 고정밀 부품
장식용 도자기

문의하기

마그네시아 안정화 지르코니아(MSZ):

주로 고온 환경에서 사용됨

지르코니아 세라믹 특성 차트

세 가지 유형의 지르코니아 복합 세라믹

이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)

마그네시아 안정화 지르코니아(MSZ)

지르코니아 강화 알루미나(ZTA)

블랙 지르코니아

1. 부분 안정화 지르코니아 세라믹과 완전 안정화 지르코니아 세라믹의 차이점

완전 안정화 지르코니아 세라믹은 안정제를 첨가하지 않은 순수 지르코니아로 만들어지며 2000°C에 이르는 온도에서 소결되어 투명 지르코니아라고도 하는 입방체 결정 구조의 투명한 외관을 갖습니다. 부분 안정화 지르코니아는 이트리아, 마그네시아 또는 칼시아와 같은 안정제로 소결한 지르코니아 세라믹을 말하며 단사상과 사면체가 공존하는 결정 구조가 특징입니다.

2. 마그네시아 부분 안정화 지르코니아(Mg-PSZ)와 마그네시아 안정화 지르코니아(MSZ)의 차이점은 무엇인가요?

Mg-PSZ(마그네시아 부분 안정화 지르코니아)
이 세라믹 소재는 소량의 마그네시아(MgO)를 첨가하여 부분적으로 안정화되어 사면체, 단사면체, 입방체가 혼합되어 있습니다.

Mg-PSZ 세라믹의 특징
사면체는 응력을 받으면 단사면체로 변할 수 있는데, 이 과정을 변형 강화라고 하며 인성을 향상시킵니다.
Mg-PSZ는 높은 강도와 추가적인 골절 저항성을 제공합니다.

MSZ(마그네시아 안정화 지르코니아)
MSZ는 더 많은 양의 마그네시아를 첨가하여 지르코니아를 입방상으로 완전히 안정화시켜 만들어집니다. 이는 상대적으로 낮은 온도에서 상 변형을 방지하여 안정성을 높입니다.

MSZ 세라믹의 특징
단사면체 또는 사면체 위상이 최소 또는 전혀 없는 입방체 위상이 주를 이룹니다.
변형 강화는 부족하지만 뛰어난 고온 안정성과 화학적 부식에 대한 내성을 제공합니다.
인성은 낮지만 고온 및 내화학성 애플리케이션에서 탁월한 성능을 발휘합니다.

3. 전기 용융 지르코니아 세라믹

전기 용융 지르코니아 세라믹은 전기 용융 공정을 통해 입자 크기가 고도로 제어됩니다. 이 세라믹은 온도 변화가 심한 환경을 위해 특별히 설계되었습니다.

최대 2500°C의 온도를 견딜 수 있으며 열충격 저항성이 뛰어납니다. 25°C~1500°C와 같은 급격한 가열 조건에서도 소재가 손상되지 않습니다.

따라서 전기 용융 지르코니아는 도가니에 이상적인 소재로 예열 시간을 크게 줄이고 생산 효율성을 개선하는 동시에 사용 중 균열의 위험을 최소화합니다.

4 지르코니아 강화 알루미나(ZTA) 세라믹

지르코니아 강화 알루미나(ZTA)는 알루미나(Al₂O₃) 매트릭스와 지르코니아(ZrO₂)를 강화 상으로 결합한 제품입니다. ZrO₂ 입자가 상변환을 거치면 팽창하여 균열 끝 부분에 압축 응력을 생성합니다. 이 압축 응력은 균열 전파를 방지하고 재료의 인성을 크게 향상시킵니다.
ZTA 세라믹은 고강도, 내구성, 내파괴성이 요구되는 분야에 널리 사용됩니다.