Каковы преимущества плунжеров из циркониевой керамики в медицинских приборах

---

В области производства медицинского оборудования выбор материалов имеет решающее значение для обеспечения производительности, безопасности и срока службы изделий. В последние годы циркониевая (ZrO ₂) керамика все чаще используется в медицинских плунжерах (таких как инъекционные насосы, инфузионные насосы, прецизионные системы доставки лекарств и т.д.) благодаря своим превосходным физическим и химическим свойствам. По сравнению с традиционными металлическими или пластиковыми плунжерами, плунжеры из циркониевой керамики отличаются повышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью, биосовместимостью и долговременной стабильностью.

Основные характеристики циркониевой керамики
Цирконий (ZrO ₂) - это высокоэффективный керамический материал, обладающий следующими основными характеристиками:
-Высокая твердость (HV 1200-1400): близка к сапфиру, намного выше, чем у нержавеющей стали и пластика.
-Отличная износостойкость: низкий коэффициент трения, может поддерживать высокоточное движение в течение длительного времени.
-Химическая инертность: Устойчивость к воздействию кислот и щелочей, органических растворителей и биологических жидкостей.
-Биосовместимость: Соответствует стандартам ISO 10993 и USP Class VI, не обладает цитотоксичностью.
-Высокая вязкость разрушения (6-10 МПа - м ¹/²): По сравнению с алюмооксидной керамикой, она более ударопрочна.
-Низкий коэффициент теплового расширения (~10 × 10 -⁶/° C): Хорошая стабильность размеров, подходит для прецизионного медицинского оборудования.

3. Основные преимущества плунжеров из циркониевой керамики в медицинских приборах
   3.1 Отличная износостойкость и долгий срок службы
   В медицинском насосном оборудовании, таком как инсулиновые и инфузионные помпы, плунжер должен двигаться вперед-назад в течение длительного времени, а традиционные металлические или пластиковые заглушки подвержены разрушению уплотнения или снижению точности из-за износа. Твердость циркониевой керамики уступает только алмазу, а ее износостойкость более чем в 10 раз превышает износостойкость нержавеющей стали, что позволяет значительно продлить срок службы оборудования и снизить частоту технического обслуживания.

Случай применения:
-В высокоточных инжекционных насосах циркониевый плунжер может выдерживать десятки миллионов циклов без значительного износа, обеспечивая точное дозирование.

3.2 Отличная коррозионная стойкость
Медицинские устройства часто контактируют с физиологическим раствором, лекарствами, дезинфицирующими средствами (например, этанолом, перекисью водорода) и т. д. Металлические плунжеры подвержены электрохимической коррозии, а пластмассы могут разбухать или стареть. Циркониевая керамика инертна к большинству химических сред и особенно подходит для:
-Система доставки лекарств для химиотерапии (устойчива к сильным кислотным/щелочным препаратам).
-Оборудование для диагностики in vitro (IVD) (во избежание загрязнения образцов ионами металлов).

3.3 Биосовместимость и безопасность
Циркониевая керамика прошла многочисленные тесты на биосовместимость (например, ISO 10993) и не вызывает аллергических реакций и отторжения. Они подходят для:
-Имплантируемые устройства доставки лекарств (например, обезболивающие насосы).
-Оборудование, контактирующее с кровью (например, плунжеры диализных аппаратов), чтобы избежать риска гемолиза.

3.4 Высокая точность и стабильность размеров
Циркониевая керамика обладает низким коэффициентом теплового расширения и может сохранять стабильность размеров даже в условиях колебаний температуры (например, в процессе стерилизации), обеспечивая:
-Точность доставки лекарств на микроуровне (погрешность<± 1%).
-Долгосрочная герметизация (снижение риска утечки лекарств).

3.5 Легкий вес и низкое трение
По сравнению с металлическими плунжерами цирконий имеет меньшую плотность (~6 г/см³), что позволяет снизить инерционность оборудования и повысить скорость срабатывания. Его самосмазывающиеся свойства могут также уменьшить износ уплотнительных колец (например, PTFE) и снизить потребление энергии.

3.6 Адаптация к стерильной среде
Циркониевая керамика имеет гладкую поверхность (Ra<0,1 мкм), не подвержена размножению бактерий, выдерживает стерилизацию при высокой температуре и высоком давлении (например, стерилизацию паром 121 °С или гамма-лучами). Они подходят для:
-Точные компоненты приводов для хирургических роботов.
-Одноразовые медицинские приборы (во избежание перекрестного заражения).

Плунжеры из циркониевой керамики стали предпочтительным материалом для медицинских изделий высокого класса благодаря своим преимуществам - износостойкости, коррозионной стойкости, биосовместимости и высокой точности. Несмотря на высокую стоимость, его долговременная надежность и низкая потребность в обслуживании позволяют сократить общие расходы на протяжении всего жизненного цикла.

Brudeze Ceramics поставляет и продает широкий ассортимент высококачественного кварцевого стекла, включая глиноземистую керамику, циркониевую керамику, керамику из нитрида кремния, керамику из нитрида алюминия, керамику из карбида кремния, керамику из карбида бора, биокерамику, обрабатываемую керамику и т.д. Мы можем удовлетворить требования заказчика к различным керамическим изделиям.