Introdução aos Materiais Cerâmicos de Zircônia
A zircônia, composta principalmente por dióxido de zircônio, é um material cerâmico de precisão com alta resistência mecânica e tenacidade à fratura. É amplamente utilizada na fabricação de lâminas, tesouras e outros utensílios de corte, bem como em componentes para bombas e equipamentos de manuseio de fluidos. Além disso, devido à sua excelente estabilidade térmica e química, o óxido de zircônio possui importantes aplicações em ambientes de alta temperatura e corrosivos nas indústrias aeroespacial, automotiva e eletrônica.
Características
A zircônia (ZrO2) é um material cerâmico muito único e útil, apresentando diversas propriedades notáveis.
1. Propriedades Mecânicas Superiores e Aplicações
O óxido de zircônio possui propriedades mecânicas superiores em comparação à alumina, incluindo maior resistência e tenacidade à fratura. Essas características tornam o óxido de zircônio ideal para muitas aplicações industriais, especialmente em ambientes onde os materiais devem suportar forças extremas e abrasão.
Alta resistência e tenacidade à fratura: A zircônia apresenta resistência e tenacidade muito superiores às de muitos materiais cerâmicos tradicionais. Isso permite que ela permaneça estável sob impactos e tensões, reduzindo a probabilidade de fratura.
Aplicações Industriais: Devido à sua alta resistência e à sua capacidade de resistir ao desgaste, a zircônia é frequentemente utilizada na fabricação de diversos componentes industriais de alto desempenho, como peças de máquinas-ferramenta, elementos deslizantes e pastilhas de ferramentas de corte. Essas aplicações geralmente exigem materiais capazes de suportar repetidas solicitações mecânicas sem falhar.
2. Excelente isolamento térmico e baixa condutividade térmica
A zircônia também possui excelentes propriedades de isolamento térmico, com uma condutividade térmica muito inferior à de outros materiais cerâmicos.
Baixa condutividade térmica: A zircônia apresenta uma condutividade térmica equivalente a apenas um décimo da de alguns outros materiais cerâmicos comuns. Essa característica a torna extremamente útil em aplicações que requerem isolamento térmico ou preservação do calor.
Aplicações de gerenciamento térmico: Por exemplo, em determinados equipamentos de processos químicos e em fornos de alta temperatura, a zircônia pode ser utilizada como camada isolante, ajudando a controlar a temperatura e protegendo componentes mecânicos sensíveis contra danos causados pelo superaquecimento.
Introdução aos Materiais Cerâmicos de Zircônia
A zircônia, composta principalmente por dióxido de zircônio, é um material cerâmico de precisão com alta resistência mecânica e tenacidade à fratura. É amplamente utilizada na fabricação de lâminas, tesouras e outros utensílios de corte, bem como em componentes para bombas e equipamentos de manuseio de fluidos. Além disso, devido à sua excelente estabilidade térmica e química, o óxido de zircônio possui importantes aplicações em ambientes de alta temperatura e corrosivos nas indústrias aeroespacial, automotiva e eletrônica.
| Principais características | |||||
| projeto | unidade | Zircônia | Zircônia (estabilizada com magnésio) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| cor | \ | Branco | preto | azul | amarelo |
| densidade | g/cm³ | 6 | 5.6 | 6 | 5.7 |
| Propriedades mecânicas | |||||
| projeto | unidade | Zircônia | Zircônia (estabilizada com magnésio) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| cor | \ | Branco | preto | azul | amarelo |
| Resistência à flexão (20℃) | MPa | 800 | 710 | 900 | 500 |
| Resistência à compressão (20℃) | MPa | 2000 | 2000 | 2000 | 2500 |
| Módulo de elasticidade (20℃) | GPa | 200 | 210 | 200 | 250 |
| Tenacidade à fratura (20℃) | MPam½ | 9 | 8 | 8 | 6 |
| Coeficiente de expansão térmica (20℃) | \ | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| Dureza (20℃) | HRA | 88 | 85 | 90 | |
| Dureza Vickers (HV1) | kg/mm² | 1175 | 1100 | 1220 | 1100 |
| Dureza Rockwell (45N) | R45N | 78 | 75 | 78 | |
| Propriedades térmicas | |||||
| projeto | unidade | Zircônia | Zircônia (estabilizada com magnésio) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| cor | \ | Branco | preto | azul | amarelo |
| Coeficiente de expansão térmica | 10⁻⁶ K⁻¹ | 9.6 | 9.5 | 10 | 10 |
| Condutividade térmica | W/m·K | 2.5 | 3 | 3 | 3 |
| Estabilidade ao choque térmico | △T.℃ | 250 | 300 | 300 | 450 |
| Capacidade calorífica específica | J/g·K | 0.46 | 0.48 | 0.46 | |
| Temperatura máxima de operação (aeróbica) | ℃ | 800 | 800 | 800 | 2100 |
| Características elétricas | |||||
| projeto | unidade | Zircônia | Zircônia (estabilizada com magnésio) | ||
| Material | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| cor | \ | Branco | preto | azul | amarelo |
| Resistividade volumétrica a 20℃ | Ω·cm | 10¹⁴ | 10¹⁰ | 10¹⁴ | 10¹⁴ |
| Resistência dielétrica (força de isolamento) | KV/mm | 13 | 13 | 13 | 13 |
| Constante dielétrica a 1 MHz, à temperatura ambiente | \ | 28 | 28 | 28 | 28 |
| Ângulo de perda dielétrica em MHz (1MHz, 20℃) | tanδ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ |