잘 알려져 있듯이 자동차는 매우 가혹한 환경과 조건에서 운행되므로, 이 거대한 기계를 구성하는 각종 부품들은 뛰어난 기능을 갖추어야 합니다. 현재 자동차 부품에서는 지르코니아 세라믹 구조 부품의 사용이 매우 일반적입니다.

1. 지르코니아 세라믹 구조 부품 센서

지르코니아 세라믹 산소 센서는 높은 기계적 성질과 신뢰성을 갖추고 있습니다. 정화된 배기가스의 구성 요소로서 자동차 배기 가스 내 산소 농도를 측정하고, 그 측정값을 엔진의 공기 및 연료 공급 시스템에 피드백하여 연료의 완전 연소를 보장합니다. 이 세라믹 재료는 모든 상이 완전히 입방형 안정지르코니아, 사방정지르코니아 및 부분적으로 안정된 혼합 단사방정 결정으로 이루어져 있어 사용 중 기계적 특성이 우수하며, 마찰로 인해 발생하는 열을 감소시킬 수 있습니다.

2. Zirconia Ceramic Valve Heaters

엔진 시동 시 완전 연소를 보장하기 위해 흡기 쪽에 밸브 히터라는 가열 장치를 설치하여 흡입 공기를 가열하고 연료의 증발과 혼합을 완료합니다. 흡기 가열 과정에서 온도를 제어하고 장비의 신뢰성을 높이기 위해 바륨 티타늄 세라믹 PTC(서미스터)를 밸브 히터로 사용합니다. 세라믹 밸브 히터를 적용함으로써 시동 후 엔진은 완전 연소 상태를 유지하게 되어 열효율 향상, 에너지 절감 및 배기가스 정화 등의 효과를 얻을 수 있습니다. 밸브 히터는 특수 세라믹 소재로 제작됩니다.

3. Zirconia Ceramic Engines

자동차에 특수 세라믹이 적용됨에 따라, 이미 널리 보급되어 있는 기존 피스톤 엔진에는 보조 연소실, 실린더 헤드, 실린더 라이너 및 터보차저 로터 등이 도입될 예정입니다. 이들 모든 부품에는 질화규소, 탄화규소 및 부분적으로 안정화된 지르코니아와 같은 특수 세라믹 소재의 사용이 검토되고 있습니다. 여기서 요구되는 기계적 강도는 굽힘강도 50 kg/mm² 이상이며 열팽창계수는 3.5 × 10⁻⁶/°C입니다.

기본적으로 위에서 언급된 재료들은 이러한 요구사항을 충족할 수 있으며, 특히 부분적으로 안정화된 지르코니아 세라믹은 기계적 강도가 100 kg/mm²에 달할 뿐만 아니라 다른 재료들에 비해 열전도율이 0.04 g/cm²에 불과하여 더욱 우수합니다.

가스터빈 엔진의 경우, 디젤 엔진과 동등한 연료 비용을 달성하려면 터빈 입구 온도가 최대 1350°C까지 올라가야 합니다. 이러한 고온에서도 견딜 수 있는 재료는 오직 탄화규소와 질화규소 세라믹뿐입니다. 현재 전문가들은 이들 세라믹 소재가 터빈 로터와 스테이터에 이상적인 선택이라고 보고 있으며, 향후 세라믹 모터는 주로 질화규소와 탄화규소 세라믹 또는 부분적으로 안정화된 지르코니아 세라믹을 결합하여 제작될 가능성이 큽니다.

4. Zirconia Ceramic Sensing Element

고급 자동차용 충격흡수장치는 민감한 세라믹의 정전압 압전효과, 역압전효과 및 전기수축효과를 활용하여 지능형 충격흡수장치를 개발하고 있습니다. 이러한 지능형 충격흡수장치는 노면 상태를 인식하고 스스로 자동으로 조절하는 기능을 갖추고 있어, 거친 도로에서 차량 진동을 최소화하고 승객의 승차감을 크게 향상시킵니다.

지능형 세라믹 클리너: 이 클리너는 압력에 민감한 성질을 지닌 바륨 티타늄 세라믹으로 제작되며, 강우를 자동으로 감지하여 자동차 와이퍼의 최적 속도를 조절합니다. 또한 열민감성, 압력민감성, 습도민감성, 자기민감성 등 다양한 세라믹 감지 소자들이 민감한 정보를 표시하고 온도, 습도, 응결수 및 부동액 설정 등을 자동으로 제어할 수 있습니다.

또한 자동차에 사용되는 많은 장치, 부품 및 소형 기기들도 전자 버저, 초음파 변환기, 열 흡수 유리, 광전관, 오일 플러그 링, 오일-물 밀봉재 등과 같은 특수 세라믹 재료로 만들어집니다. 이러한 신소재이자 특수 세라믹으로 제작된 자동차 부품들은 일반적으로 내충격성, 내마모성, 내부식성, 고온 저항성, 경량화, 그리고 가공 및 생산의 용이성 등 우수한 물리적·화학적 특성을 지니고 있습니다.