Каковы свойства циркониевой керамики

---

Циркониевая керамикаКак передовой конструкционный и функциональный керамический материал, он известен как "керамическая сталь" и "универсальная керамика" благодаря сочетанию многочисленных выдающихся свойств. Он не только хорошо работает в традиционных промышленных областях, но и играет незаменимую роль в современных высоких технологиях и медицине. В этой статье мы систематически проанализируем основные свойства циркониевой керамики и подробно рассмотрим, как эти свойства могут быть преобразованы в способность решать практические задачи.

Физико-механические свойства сердечника
Наиболее примечательной особенностью циркониевой керамики являются ее превосходные механические свойства, что делает ее идеальным выбором для применения в сложных условиях.

1. Чрезвычайно высокая прочность и жесткость
   Описание характеристик: Прочность на изгиб и сжатие циркониевой керамики намного выше, чем у других видов инженерной керамики (например, глиноземистой), а ее вязкость разрушения - одна из самых высоких среди всех керамических материалов.
   Решение проблемы: Эта особенность идеально решает проблему "хрупкости", присущую керамическим материалам. Благодаря ей компоненты из диоксида циркония выдерживают высокие нагрузки, противостоят ударам и вибрации, менее подвержены растрескиванию, дроблению или разрушению, что значительно повышает надежность и срок службы изделия.
2. Отличная твердость и износостойкость
   Описание характеристик: Твердость циркония по шкале Мооса достигает 8,5, что близко к сапфиру и карбиду кремния. Он обладает низким коэффициентом трения и отличной износостойкостью и устойчивостью к царапинам.
   Решение проблем: Подходит для условий работы с сильным трением и износом. Решает проблему преждевременного выхода из строя ключевых компонентов оборудования из-за износа и значительно снижает затраты на обслуживание и время простоя, что делает его особенно подходящим для изготовления износостойких деталей, таких как подшипники, втулки валов, насадки и режущие инструменты.
3. Отличная прочность на излом
   Описание характеристик: В основном это объясняется уникальным механизмом "упрочнения фазового перехода". Когда внешнее напряжение пытается спровоцировать распространение микротрещин, кристаллическая фаза диоксида циркония претерпевает трансформацию, сопровождающуюся увеличением объема, эффективно подавляя дальнейшее распространение трещин и даже "самозалечивая" микротрещины.
   Решение проблем: Обеспечивает чрезвычайно высокую безопасность и стабильность использования, предотвращая катастрофические внезапные поломки, особенно в медицине и точных областях.

Поверхность и химические свойства
Помимо механических свойств, поверхность и химические свойства циркониевой керамики также превосходны.

1. Низкий коэффициент трения и самосмазывающиеся свойства
   Описание характеристик: Оксид циркония имеет гладкую поверхность, чрезвычайно низкий коэффициент трения в паре с металлами или другими материалами, а также обладает определенными самосмазывающимися свойствами.
   Решение проблемы: Уменьшает сопротивление трению и потери энергии между движущимися частями, снижает уровень шума и тепловыделения, обеспечивает "сухую работу" без использования смазочного масла или с небольшим количеством смазки. Он очень подходит для таких отраслей промышленности, как пищевая и медицинская, где требуется высокая чистота.
2. Отличная коррозионная стойкость
   Описание характеристик: Цирконий - инертный материал, обладающий высокой устойчивостью к большинству кислот, щелочей, растворителей и расплавленных металлов. По химической стабильности он превосходит большинство металлов и сплавов.
   Решение проблемы: Идеально решает проблему легко поддающихся коррозии, ржавчине и загрязнению металлических деталей в высокоагрессивных химических средах (например, в химической промышленности и производстве полупроводников), обеспечивая долгосрочную стабильную работу оборудования и чистоту продукции.
3. Биосовместимость
   Описание характеристик: Цирконий медицинского класса не токсичен, не аллергенен, не отталкивает ткани человека и обладает хорошей биосовместимостью.
   Решение проблем: Сделать его идеальным материалом для хирургических инструментов, зубных имплантатов, зубных коронок, мостов и искусственных суставов (например, шаровых головок тазобедренных суставов), безопасным и надежным в человеческом теле и способным к длительной стабильной работе.

Тепловые и электрические свойства
Циркониевая керамика также хорошо работает при высоких температурах и в специальных электрических средах.

1. Низкая теплопроводность и высокая термостойкость
   Описание характеристик: Оксид циркония является отличным теплоизолятором, его теплопроводность составляет всего 1/10 от теплопроводности нержавеющей стали. В то же время он может стабильно работать в условиях высоких температур (до 2400 °С).
   Решение проблемы: В качестве футеровки высокотемпературных печей, компонентов двигателей и термобарьерного покрытия (например, покрытие лопаток авиационных двигателей), оно может эффективно изолировать тепло, защищать внутренние металлические структуры, повышать тепловую эффективность и производительность оборудования.
2. Высокое удельное сопротивление и ионная проводимость
   Описание характеристик: Это отличный электрический изолятор при комнатной температуре. Но при высоких температурах некоторые виды легированного циркония (например, цирконий, стабилизированный иттрием) могут стать отличными проводниками ионов кислорода.
   решить проблему:
   Изоляция: Используется для изготовления изоляторов и оснований датчиков в высокотемпературных средах.
   Ионная проводимость: Эта характеристика делает его основным материалом (электролитом) твердооксидных топливных элементов (SOFC), используемых для эффективного преобразования энергии и решения проблем чистой энергетики; он также является ключевым компонентом кислородных датчиков (например, автомобильных лямбда-датчиков), используемых для мониторинга и контроля соотношения воздух-топливо в режиме реального времени, решения проблем экологии и топливной эффективности.

Циркониевая керамика - это не только материал, но и технология, расширяющая возможности человека. Она обеспечивает высокопроизводительные, высоконадежные и долговечные решения для различных отраслей промышленности благодаря своим выдающимся комплексным характеристикам, постоянно стимулируя технологический прогресс и модернизацию промышленности.

Керамика Brudeze 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.