Оксид циркония, применяемый в керамической продукции | 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 керамической продукции

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
Товарный пунктТребуемые характеристикиИспользуемый материал
Свежий кухонный нож, текстильный станок, ножницы, режущий инструментПрочность, прочность и твердостьZrO₂-Y₂O₃
Пружина, подшипник, направляющая резьбы, шлифовальный шарик и другие детали, устойчивые к износуПрочность и твердостьZrO₂-Y₂O₃
Спейсер для спекания и оптический соединитель волоконТермостойкость, изоляция и прочностьZrO₂-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. Он обладает хорошей теплоизоляцией и сильной коррозионной стойкостью, не проводит статическое электричество, устойчив к высоким температурам и обладает отличными теплоизоляционными свойствами, коэффициент теплового расширения которого близок к стали.
4. Он самосмазывающийся и может решить проблему загрязнения, вызванного смазочным средством, и неудобств, связанных с его добавлением.

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:
МатериалКерамикаСталь
Твердость (HV)1350800
Thermal Expansion Coefficient (10-6/°C)9.511.5 ± 1
Температура спекания1550 - 26001200 - 1400
Температурная стойкость (°C)18001000
Удельная плотность (г/см³)6.07.8
Прочность на изгиб (МПа)800 - 10002000
Young's Modulus (104Kgf/mm²)2.12.1
Коэффициент Пуассона0.30.3
Содержание компонентов (%)ZrO₂ ≧ 94.5 
ЦветАйвори, Черный, Желтый 
Пробивное напряжение (кВ/мм)15 
Поглощение воды (%)< 0.01 
Сопротивление сжатию, МПа5000 
Твердость Hra88 
Объемное сопротивление (см)> 1012 
Шероховатость (µм)≦ 0.8 
Зеркальная полировка (Ra)≦ 0.05 
Теплопроводность (кал/см.сек°C)0.0070.13
Керамика - Таблица сравнения характеристик
Название / ХарактеристикаАлюминиевый оксид (AL₂O)Оксид циркония (ZrO₂)Нитрид кремния (Si₃N₄)Азотид алюминия (AIN)Карбид кремния (SiC)Азотид бора (BN)
Внешний видЧастично белый или молочно-белый или слоновая костьСлоновая костьПепельно-черныйКоричневыйЧерныйБелый
Диэлектрическая проницаемость> 1014> 1010> 1014> 1013> 106> 1014
Теплопроводность20 ~ 37 Вт/мк1.8 ~ 3 Вт/мк18 ~ 25 Вт/мк90 ~ 230 Вт/мк115 ~ 130 Вт/мк30 Вт/мк
Коэффициент теплового расширения4.5 ~ 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 Юнга380
(ГПа)
210
(ГПа)
300 ~ 320
(ГПа)
320
(ГПа)
400 ~ 420
(ГПа)
 
Коэффициент Пуассона0.270.30.260.250.19 
Высокая температурная стойкость1500° ~ 1700°550° / 1700°800° ~ 1300°1700°1700°2200°
Устойчивость к кислотам и щелочамСильныйСильныйСильныйСильныйСильныйОбычный
МагнетизмН/ДН/ДН/ДН/ДН/ДН/Д
Геометрическая стабильностьСлегка меняется с температуройСлегка меняется с температуройСлегка меняется с температуройСлегка меняется с температуройСлегка меняется с температуройСлегка меняется с температурой
Рабочая центробежная силаСреднийБольшийМаленький   
Характеристика HSY-3.0 из 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