Zirkoniumdioxide keramiek (ZrO2)
Zirkoonoxide keramiek is een type technische keramiek dat veel gebruikt wordt in industriële toepassingen. Het wordt meestal niet gemaakt van puur zirkonia, maar van zirkonia dat tijdens het sinterproces gemengd wordt met stabilisatoren zoals CaO, MgO, CeO₂ of Y₂O₃. Deze stabilisatoren geven zirkoonoxide keramiek verschillende eigenschappen. Zo heeft yttrium-gestabiliseerd zirkonia (YSZ) een theoretische gebruikstemperatuur van ongeveer 500°C (in de praktijk is het vaak lager), terwijl magnesia-gestabiliseerd zirkonia (MSZ) bestand is tegen temperaturen van meer dan 2200°C als het met speciale technieken wordt verwerkt.
Het productieproces van zirkoonoxide keramiek bestaat uit poedervorming, sinteren bij hoge temperatuur en CNC-verspaning. Naast de gebruikelijke voordelen van keramiek, zoals slijtvastheid en corrosiebestendigheid, onderscheidt zirkoonoxide keramiek zich door zijn uitzonderlijke breuktaaiheid, waardoor het gemakkelijker te bewerken is dan de meeste andere keramieksoorten.
Kenmerken
- Hoge oppervlakteafwerking
- Hoge dichtheid
- Superieure taaiheid
- Corrosiebestendigheid
- Weerstand tegen hoge temperaturen
- Slijtvastheid
- Hoge elasticiteitsmodulus
Zirconia keramische eigenschappen grafiek
Algemeen | Eenheid | YSZ | MSZ |
Kleur | wit | geel | |
Dichtheid | g/cm³ | 6.02 | 5.75 |
Waterabsorptie | % | 0 | 0 |
Gasdoorlaatbaarheid | atms-cc/sec | gasdicht <10-¹º | gasdicht <10-¹º |
Mechanische eigenschappen | Eenheid | YSZ | MSZ |
Vickers hardheid (500 gm) | GPa (kg/mm² ) | 12.5 (1250) | 11.7 (1200) |
Rockwell hardheid | R45N | 80 | 78 |
Druksterkte @ 25°C | MPa (psi x 10³) | 2485 (360) | 1862 (270) |
Flexural sterkte (MOR) (3 punt) @ 25°C |
MPa (psi x 10³) | 951 (138) | 586 (85) |
Breuktaaiheid (ingekeepte balk) |
MPa·m^1/2
|
10 | 12 |
Elasticiteitsmodulus | GPa (psi x 10⁶) | 210 (30) | 206 (29.8) |
Poisson's verhouding | 0.30 | 0.28 | |
Trekmodulus @ 25°C | MPa (psi x 10³) | 550 (80) | 310 (45) |
Thermische eigenschappen | Eenheid | YSZ | MSZ |
Warmtegeleidingsvermogen @ 25°C | W/m-K | 2.2 | 3 |
Specifieke warmtecapaciteit | 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. bedrijfstemperatuur (lucht) | Fahrenheit (°F) | 572 | 3992 |
Max. bedrijfstemperatuur (lucht) | Celsius (°C) | 300 | 2200 |
Elektrische eigenschappen | Eenheid | YSZ | MSZ |
Diëlektrische constante @ 1 MHz | 30 | 22.7 | |
Diëlektrische Constante @ Gigahertz | 6.2 | ||
Diëlektrisch verlies bij 1 MHz | 0.0018 | ||
Diëlektrisch Verlies @ Gigahertz | 6.2 | ||
Diëlektrische sterkte (0,125" dik) | V/mil | 240 | 300 |
Volumeweerstandsvermogen @ 25°C | ohm-cm | > 1 x 10¹³ | > 1 x 10¹³ |
Volumeweerstandsvermogen @ 300°C | ohm-cm | 1 x 10¹º | 5 x 10⁷ |
Volumeweerstandsvermogen @ 500°C | ohm-cm | 1 x 10⁶ | 1 x 10⁷ |
Volumeweerstandsvermogen @ 700°C | ohm-cm | 5 x 10³ | 2 x 10⁶ |
*The values represent typical material properties and may vary depending on product configuration and the manufacturing process, For further information, do not hesitate to contact met ons opnemen.
Toepassingen
Yttriumgestabiliseerd zirkoonoxide (YSZ):
- Corrosiebestendige fittingen
- Slijtvaste onderdelen
- Tandheelkundige implantaten en gewrichtsprothesen
- Kleine, zeer nauwkeurige componenten
- Decoratieve keramiek
Magnesia-gestabiliseerd zirkoonoxide (MSZ):
- Voornamelijk gebruikt in omgevingen met hoge temperaturen
Drie soorten zirkoniumoxide composietkeramiek




Zwarte zirkonia
Volledig gestabiliseerde zirkonia keramiek wordt gemaakt van zuiver zirkonia zonder toevoeging van stabilisatoren en wordt gesinterd bij temperaturen tot 2000 °C, wat resulteert in een transparant uiterlijk, ook wel transparant zirkonia genoemd, met een kubische kristalstructuur. Gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoonoxide verwijst naar zirkoonoxide keramiek gesinterd met stabilisatoren zoals yttrium, magnesium of calciumoxide, met een kristalstructuur die bestaat uit een coëxistentie van monokliene en tetragonale fasen.
Mg-PSZ (Magnesia Gedeeltelijk Gestabiliseerd Zirconia)
Dit keramische materiaal wordt gedeeltelijk gestabiliseerd door toevoeging van een kleine hoeveelheid magnesia (MgO), wat resulteert in een mix van tetragonale, monokliene en kubische fasen.
De eigenschappen van Mg-PSZ keramiek
De tetragonale fase kan onder spanning veranderen in een monokliene fase, een proces dat transformatieharding wordt genoemd en dat de taaiheid verhoogt.
Mg-PSZ heeft een hoge sterkte en biedt extra breukbestendigheid.
MSZ (Magnesia-gestabiliseerd Zirconia)
MSZ wordt gemaakt door een grotere hoeveelheid magnesia toe te voegen, die zirkonia volledig stabiliseert tot een kubische fase. Dit voorkomt fasetransformaties bij relatief lage temperaturen, wat resulteert in een grotere stabiliteit.
De kenmerken van MSZ keramiek
Overwegend kubische fase, met minimale tot geen monokliene of tetragonale fasen.
Ontbreekt transformatieharding maar biedt uitzonderlijke stabiliteit bij hoge temperaturen en weerstand tegen chemische corrosie.
Lagere taaiheid, maar blinkt uit in toepassingen die bestand zijn tegen hoge temperaturen en chemicaliën.
Elektrisch gesmolten zirkoonoxide keramiek wordt gemaakt met behulp van een elektrisch fusieproces, wat resulteert in zeer gecontroleerde korrelgroottes. Deze keramiek is speciaal ontworpen voor omgevingen met aanzienlijke temperatuurschommelingen.
Ze zijn bestand tegen temperaturen tot 2500°C en bieden een uitzonderlijke weerstand tegen thermische schokken. Zelfs bij snelle verhitting, zoals bij 25 °C tot 1500 °C, blijft het materiaal onbeschadigd.
Dit maakt elektrisch gesmolten zirkonia tot een ideaal materiaal voor smeltkroezen, waardoor de voorverwarmingstijd aanzienlijk wordt verkort en de productie-efficiëntie wordt verbeterd, terwijl het risico op barsten tijdens het gebruik wordt geminimaliseerd.
Zirconia Toughened Alumina (ZTA) combineert een matrix van aluminiumoxide (Al₂O₃) met zirconia (ZrO₂) als taaifase. Wanneer ZrO₂-deeltjes een fasetransformatie ondergaan, zetten ze uit, waardoor drukspanning ontstaat aan de scheurtips. Deze drukspanning voorkomt scheurgroei en verbetert de taaiheid van het materiaal aanzienlijk.
ZTA-keramiek wordt veel gebruikt in toepassingen die een hoge sterkte, duurzaamheid en breukvastheid vereisen.
Zirconia keramische verwerking en bewerking
WEIERT CERAMICS is de beste fabrikant van zirkoonoxide keramiek in China, gespecialiseerd in de ontwikkeling van industriële keramische materialen en CNC precisiebewerking van zirkoonoxide onderdelen.

Onze diensten voor zirkoniumkeramiek
WEIERT CERAMICS: Uw professionele leverancier van zirkoniumkeramiek. Met meer dan 10 jaar ervaring in de productie van technische keramiek bieden we zowel standaard als op maat gemaakte zirkonia staven, buizen, platen, componenten en smeltkroezen met hoge precisie.