Оксид циркония, применяемый в керамических изделиях | Компоненты из тонкой керамики для научных, космических и полупроводниковых отраслей | Touch-Down Technology Co., Ltd.

Оксид циркония / Touch-Down - компактный производитель высокоточных керамических изделий, специализирующийся на производстве тонкой керамики / передовой керамики / специальной керамики, объединяющий производство и продажи от подготовки сырья, формовки, плоского шлифования, абразивной обработки внутренних и внешних диаметров до цифровой обработки сверлильной группы с ЧПУ.

Оксид циркония

Оксид циркония, применяемый в керамических изделиях

Тонкая керамика, передовая керамика, ZrO₂

На Touchdown было произведено множество медицинских и керамических изделий с использованием оксида циркония благодаря его превосходным характеристикам и преимуществам, особенно при сочетании оксида циркония и металла. Низкая теплопроводность и высокая стойкость оксида циркония легко компенсируют недостаток керамики в ее ломкости.


Циркониевый оксид был обнаружен Хуссаком в 1892 году. Он существует в природной руде - цирконовом песке или бадделейите.
Чистый циркониевый оксид существует в форме моноклинного кристалла, кубического кристалла и кубической решетки.
Циркониевый оксид характеризуется высокой прочностью, высокой устойчивостью, высокой твердостью, а также отличной химической коррозионной и абразивной стойкостью.
 
80% производства циркониевого песка в мире сосредоточено в Австралии, Южной Африке и Соединенных Штатах. Методы очистки циркония из циркониевого песка включают хлорирование и пиролиз. Он может использоваться в огнеупорных материалах, литье с удалением воска и высококачественных порошках.
Основные районы производства бадделейта сосредоточены в Южной Африке, Бразилии и Советском Союзе, а бадделейт в основном используется в абразивных материалах и керамической краске.
Оксид циркония существует в моноклинной кристаллической структуре при комнатной температуре и превращается в квадратную фазу при повышении температуры до 1170°C, а затем превращается в кубическую фазу при повышении температуры до 2370°C. Кубическая фаза растворяется в жидкой фазе при 2680°C. Превращение из квадратной фазы в моноклинную фазу является мартенситным превращением, и такое фазовое превращение может вызвать изменение объема на 3-5%, что приводит к образованию микротрещин. Позднее, к магниевому оксиду, кальциевому оксиду и другим стабилизирующим агентам добавляются, чтобы обеспечить стабильную фазу циркониевого оксида при высокой температуре, то есть кубическую кристаллическую фазу, которая называется стабилизированным циркониевым оксидом; если добавить стабилизатор фазы оксида иттрия, чтобы сохранить частичную квадратную кристаллическую фазу, его можно назвать частично стабилизированным циркониевым оксидом.
 
Термопроводящая керамика из циркониевого оксида ZrO₂ является чисто белой, а с примесями может быть желтой или серой, и обычно содержит HfO₂, что затрудняет ее отделение. Для производства циркониевой керамики требуется приготовление узкодисперсного порошка, характеризующегося высокой чистотой, хорошей дисперсионной способностью, сверхмелкими частицами и узким распределением размеров частиц. Существует много методов получения сверхтонкого порошка оксида циркония, а методы очистки оксида циркония в основном включают хлорирование и термический разложения, метод окисления разложения щелочными металлами, метод плавления извести, плазменный дуговой метод, метод осаждения, коллоидный метод, гидролизный метод и метод спрей-пиролиза.

Применение оксида циркония
Товар Требуемые характеристики Используемый материал
Нож для свежей готовки, текстильный станок, ножницы, режущий инструмент Ударопрочность, прочность и твердость ZrO₂-Y₂O₃
Матрица, подшипник, направляющая для резьбы, шлифовальный шарик и другие детали, устойчивые к износу Ударопрочность и твердость ZrO₂-Y₂O₃
Спейсер для спекания и оптический волоконный соединитель Термальная стабильность, изоляция и прочность ZrO₂-Y₂O₃ (TZP)
ZrO₂-CaO
ZrO₂-MgO
Преимущества циркониевой керамики следующие

1. Он обладает высокой твердостью, прочностью и изгибной прочностью, а плотность составляет от 5,95 до 6,05 г/см³. Есть три вида керамики, производимой компанией Touch-Down, включая оксид алюминия Al₂O₃, карбид кремния Sic и оксид циркония ZrO₂, среди которых оксид циркония обладает самой высокой прочностью, превышающей 8 МПа • м1/2.
2. Он обладает высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, его сопротивление абразивному износу в 15 раз превышает керамику на основе оксида алюминия, а коэффициент трения составляет всего лишь 1/2 от коэффициента трения керамики на основе оксида алюминия. После абразивной обработки его поверхность становится еще более гладкой и может достигать ▽ 9. Он имеет зеркальную форму и крайне гладкий, а коэффициент трения ниже.
3. У него хорошая изоляция и высокая коррозионная стойкость, он не статичен, термостойкий и обладает отличными теплоизоляционными свойствами, коэффициент теплового расширения которого близок к стали.
4. Он самосмазывающийся и может решить проблему загрязнения, вызванного смазочным средством, и добавленных неудобств.

Обработка формы циркониевой керамики:

1. Обработка открытием формы: Сухотиповая формовочная машина, формовка методом инжекции CIM. Обработка методом CIP и обработка резкой пластины.
2. Обработка формы продукта: Плоская шлифовка должна быть применена в соответствии с требованиями интерфейса заказчика, а также шлифовка внутреннего / внешнего диаметра, обработка программы ЧПУ и шлифовка и полировка.

Сравнение основных характеристик производительности керамики из циркония и стали:
Материал Керамика Сталь
Твердость (HV) 1350 800
Thermal Expansion Coefficient (10-6/°C) 9.5 11.5 ± 1
Температура спекания 1550 - 2600 1200 - 1400
Температурная стойкость (°C) 1800 1000
Удельная плотность (г/см³) 6.0 7.8
Прочность на изгиб (МПа) 800 - 1000 2000
Young's Modulus (104Kgf/mm²) 2.1 2.1
Коэффициент Пуассона 0.3 0.3
Содержание компонентов (%) ZrO₂ ≧ 94.5  
Цвет Айвори, Черный, Желтый  
Пробивное напряжение (кВ/мм) 15  
Поглощение воды (%) < 0.01  
Сопротивление сжатию, МПа 5000  
Твердость Hra 88  
Объемное сопротивление (см) > 1012  
Шероховатость (µм) ≦ 0.8  
Зеркальная полировка (Ra) ≦ 0.05  
Теплопроводность (кал/см.сек°C) 0.007 0.13
Керамика - Таблица сравнительных характеристик
Название / Характеристика Оксид алюминия (AL₂O) Оксид циркония (ZrO₂) Нитрид кремния (Si₃N₄) Нитрид алюминия (AIN) Карборунд (SiC) Нитрид бора (BN)
Внешний вид Частично белый или молочно-белый или слоновая кость Слоновая кость Угольный черный Коричневый Черный Белый
Диэлектрическая проницаемость > 1014 > 1010 > 1014 > 1013 > 106 > 1014
Теплопроводность 20 ~ 37 Вт/мк 1.8 ~ 3 Вт/мк 18 ~ 25 Вт/мк 90 ~ 230 Вт/мк 115 ~ 130 Вт/мк 30 Вт/мк
Коэффициент теплового расширения 4.5 ~ 8
(10-6/k)
8 ~ 11.5
(10-6/k)
3.2
(10-6/k)
4.5
(10-6/k)
4.8 ~ 5.2
(10-6/k)
1.5
(10-6/k)
Модуль Юнга 380
(ГПа)
210
(ГПа)
300 ~ 320
(ГПа)
320
(ГПа)
400 ~ 420
(ГПа)
 
Коэффициент Пуассона 0.27 0.3 0.26 0.25 0.19  
Высокая температурная стойкость 1500° ~ 1700° 550° / 1700° 800° ~ 1300° 1700° 1700° 2200°
Устойчивость к кислотам и щелочам Сильный Сильный Сильный Сильный Сильный Обычный
Магнетизм Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д Н/Д
Геометрическая стабильность Слегка меняется с температурой Слегка меняется с температурой Слегка меняется с температурой Слегка меняется с температурой Слегка меняется с температурой Слегка меняется с температурой
Рабочая центробежная сила Средний Больший Маленький      
HSY-3.0 Спецификация оксида циркония

Источник: Предоставлено японской компанией Sumitomo

Галерея
Связанные продукты
Комбинация высокоточной керамики и металла - Комбинация высокоточной керамики и металла
Комбинация высокоточной керамики и металла

Это компактный производитель высокоточных керамических изделий, специализирующийся...

Подробности