Einführung in Zirkonia-Keramikmaterialien
Zirkonia, hauptsächlich aus Zirkoniumdioxid bestehend, ist ein Präzisionskeramikwerkstoff mit hoher mechanischer Festigkeit und Bruchzähigkeit. Es wird häufig zur Herstellung von Klingen, Scheren und anderen Schneidewerkzeugen sowie von Komponenten für Pumpen und Flüssigkeitsförderanlagen eingesetzt. Darüber hinaus findet Zirkoniumoxid aufgrund seiner ausgezeichneten thermischen und chemischen Stabilität wichtige Anwendungen in den Hochtemperatur- und korrosiven Umgebungen der Luftfahrt-, Automobil- und Elektronikindustrie.
Merkmale
Zirkonia (ZrO2) ist ein äußerst einzigartiges und nützliches Keramikmaterial mit einer Reihe bemerkenswerter Eigenschaften.
1. Überlegene mechanische Eigenschaften und Anwendungen
Zirkoniumoxid verfügt im Vergleich zu Aluminiumoxid über überlegene mechanische Eigenschaften, einschließlich höherer Festigkeit und Bruchzähigkeit. Diese Eigenschaften machen Zirkoniumoxid ideal für zahlreiche industrielle Anwendungen, insbesondere in Umgebungen, in denen Materialien extremen Kräften und Abrieb standhalten müssen.
Hohe Festigkeit und Bruchzähigkeit: Zirkonia besitzt eine Festigkeit und Zähigkeit, die viele herkömmliche keramische Werkstoffe bei weitem übertreffen. Dadurch bleibt es unter Stoßbelastungen und Spannungen stabil und verringert das Risiko eines Bruchs.
Industrielle Anwendungen: Aufgrund seiner hohen Festigkeit und Verschleißfestigkeit wird Zirkonia häufig zur Herstellung verschiedener hochleistungsfähiger Industriekomponenten verwendet, etwa Teilen für Fräsmaschinen, Gleitkomponenten sowie Schneidwerkzeugeinsätzen. Diese Anwendungen erfordern typischerweise Materialien, die wiederholten mechanischen Belastungen ohne Versagen standhalten können.
2. Hervorragende Wärmeisolierung und niedrige Wärmeleitfähigkeit
Zirkonia verfügt zudem über ausgezeichnete Wärmeisolierungseigenschaften; seine Wärmeleitfähigkeit liegt deutlich unter der anderer Keramikwerkstoffe.
Niedrige Wärmeleitfähigkeit: Die Wärmeleitfähigkeit von Zirkonia beträgt lediglich ein Zehntel derjenigen einiger anderer gängiger Keramikmaterialien. Diese Eigenschaft macht es besonders nützlich in Anwendungen, die Wärmeisolierung oder Wärmespeicherung erfordern.
Anwendungen im thermischen Management: Beispielsweise kann Zirkonia in bestimmten chemischen Prozessanlagen und Hochtemperaturöfen als Isolierschicht eingesetzt werden, um die Temperaturregelung zu unterstützen und empfindliche mechanische Bauteile vor Schäden durch Überhitzung zu schützen.
Einführung in Zirkonia-Keramikmaterialien
Zirkonia, hauptsächlich aus Zirkoniumdioxid bestehend, ist ein Präzisionskeramikwerkstoff mit hoher mechanischer Festigkeit und Bruchzähigkeit. Es wird häufig zur Herstellung von Klingen, Scheren und anderen Schneidewerkzeugen sowie von Komponenten für Pumpen und Flüssigkeitsförderanlagen eingesetzt. Darüber hinaus findet Zirkoniumoxid aufgrund seiner ausgezeichneten thermischen und chemischen Stabilität wichtige Anwendungen in den Hochtemperatur- und korrosiven Umgebungen der Luftfahrt-, Automobil- und Elektronikindustrie.
| Hauptmerkmale | |||||
| Projekt | Einheit | Zirkonia | Zirkonia (magnesiumstabilisiert) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| Farbe | \ | Weiß | Schwarz | Blau | Gelb |
| Dichte | g/cm³ | 6 | 5.6 | 6 | 5.7 |
| Mechanische Eigenschaften | |||||
| Projekt | Einheit | Zirkonia | Zirkonia (magnesiumstabilisiert) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| Farbe | \ | Weiß | Schwarz | Blau | Gelb |
| Biegefestigkeit (20℃) | MPa | 800 | 710 | 900 | 500 |
| Druckfestigkeit (20℃) | MPa | 2000 | 2000 | 2000 | 2500 |
| Elastizitätsmodul (20℃) | GPa | 200 | 210 | 200 | 250 |
| Bruchzähigkeit (20℃) | MPa·m½ | 9 | 8 | 8 | 6 |
| Wärmekoeffizient (20℃) | \ | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| Härte (20℃) | HRA | 88 | 85 | 90 | |
| Vickers-Härte (HV1) | kg/mm² | 1175 | 1100 | 1220 | 1100 |
| Rockwell-Härte (45N) | R45N | 78 | 75 | 78 | |
| Thermische Eigenschaften | |||||
| Projekt | Einheit | Zirkonia | Zirkonia (magnesiumstabilisiert) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| Farbe | \ | Weiß | Schwarz | Blau | Gelb |
| Wärmeausdehnungskoeffizient | 10⁻⁶ K⁻¹ | 9.6 | 9.5 | 10 | 10 |
| Wärmeleitfähigkeit | W/m·K | 2.5 | 3 | 3 | 3 |
| Thermische Schockstabilität | △T.°C | 250 | 300 | 300 | 450 |
| Spezifische Wärmekapazität | J/g·K | 0.46 | 0.48 | 0.46 | |
| Maximale Betriebstemperatur (aerob) | ℃ | 800 | 800 | 800 | 2100 |
| Elektrische Eigenschaften | |||||
| Projekt | Einheit | Zirkonia | Zirkonia (magnesiumstabilisiert) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| Farbe | \ | Weiß | Schwarz | Blau | Gelb |
| Volumenwiderstand bei 20℃ | Ω·cm | 10¹⁴ | 10¹⁰ | 10¹⁴ | 10¹⁴ |
| Dielektrische Festigkeit (Isolationsfestigkeit) | kV/mm | 13 | 13 | 13 | 13 |
| Dielektrizitätskonstante bei 1 MHz, Raumtemperatur | \ | 28 | 28 | 28 | 28 |
| Dielektrischer Verlustwinkel in MHz (1 MHz, 20℃) | tanδ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ |