Zirkonya Seramik Malzemelerine Giriş
Öncelikle zirkonyum dioksitten oluşan zirkonya, yüksek mekanik mukavemet ve kırılma tokluğu ile öne çıkan hassas bir seramik malzemedir. Bıçaklar, makaslar ve diğer kesici aletlerin yanı sıra pompa ve akışkan taşıma ekipmanlarının bileşenlerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, mükemmel termal ve kimyasal kararlılığı sayesinde zirkonyum oksit, havacılık, otomotiv ve elektronik sanayilerindeki yüksek sıcaklık ve aşındırıcı ortamlarda da önemli uygulamalar sunmaktadır.
Özellikler
Zirkonya (ZrO2), çok eşsiz ve faydalı bir seramik malzemedir ve birçok dikkat çekici özelliğe sahiptir.
1. Üstün Mekanik Özellikler ve Uygulamalar
Zirkonyum oksit, alümina ile karşılaştırıldığında daha yüksek mukavemet ve kırılma tokluğu gibi üstün mekanik özelliklere sahiptir. Bu özellikleri, özellikle malzemelerin aşırı kuvvetlere ve aşınmaya dayanması gereken ortamlarda zirkonyum oksitin pek çok endüstriyel uygulama için ideal olmasını sağlamaktadır.
Yüksek Mekanik Dayanım ve Kırılma Sertliği: Zirkonya, birçok geleneksel seramik malzemeden çok daha yüksek mukavemet ve tokluğa sahiptir. Bu sayede darbe ve stres altında dengeli kalabilir; kırılma olasılığını azaltır.
Endüstriyel Uygulamalar: Yüksek mukavemeti ve aşınma direnci sayesinde zirkonya, freze makinelerindeki parçalar, kayan bileşenler ve kesici takım uçları gibi çeşitli yüksek performanslı endüstriyel bileşenlerin üretimi için sıkça kullanılır. Bu tür uygulamalar genellikle başarısızlığa uğramadan tekrarlanan mekanik gerilimlere dayanabilen malzemeler gerektirir.
2. Mükemmel ısı yalıtımı ve düşük ısıl iletkenlik
Zirkonya ayrıca mükemmel ısı yalıtım özelliklerine sahiptir ve ısıl iletkenliği diğer seramik malzemelere kıyasla çok daha düşüktür.
Düşük termal iletkenlik: Zirkonyanın ısıl iletkenliği, bazı diğer yaygın seramik malzemelerin yalnızca onda biridir. Bu özelliği, ısı yalıtımı veya ısı koruması gerektiren uygulamalarda son derece yararlı hale getirmektedir.
Termal yönetim uygulamaları: Örneğin, belirli kimyasal proses ekipmanlarında ve yüksek sıcaklıklı fırınlarda, zirkonya sıcaklığı kontrol etmeye ve hassas mekanik bileşenleri aşırı ısınmadan kaynaklanan hasarlardan korumaya yardımcı olan bir yalıtım katmanı olarak kullanılabilir.
Zirkonya Seramik Malzemelerine Giriş
Öncelikle zirkonyum dioksitten oluşan zirkonya, yüksek mekanik mukavemet ve kırılma tokluğu ile öne çıkan hassas bir seramik malzemedir. Bıçaklar, makaslar ve diğer kesici aletlerin yanı sıra pompa ve akışkan taşıma ekipmanlarının bileşenlerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, mükemmel termal ve kimyasal kararlılığı sayesinde zirkonyum oksit, havacılık, otomotiv ve elektronik sanayilerindeki yüksek sıcaklık ve aşındırıcı ortamlarda da önemli uygulamalar sunmaktadır.
| Temel özellikler | |||||
| proje | birim | Zirkonya | Zirkonya (magnezyum stabilize edilmiş) | ||
| Malzeme | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| renk | \ | Beyaz | siyah | mavi | sarı |
| yoğunluk | g/cm³ | 6 | 5.6 | 6 | 5.7 |
| Mekanik özellikleri | |||||
| proje | birim | Zirkonya | Zirkonya (magnezyum stabilize edilmiş) | ||
| Malzeme | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| renk | \ | Beyaz | siyah | mavi | sarı |
| Bükme mukavemeti (20℃) | MPa | 800 | 710 | 900 | 500 |
| Basınç dayanımı (20℃) | MPa | 2000 | 2000 | 2000 | 2500 |
| Elastik modül (20℃) | GPa | 200 | 210 | 200 | 250 |
| Kırılma tokluğu (20℃) | MPam½ | 9 | 8 | 8 | 6 |
| Vepol katsayısı (20℃) | \ | 0.3 | 0.3 | 0.3 | |
| Sertlik (20℃) | HRA | 88 | 85 | 90 | |
| Vickers sertliği (HV1) | kg/mm2 | 1175 | 1100 | 1220 | 1100 |
| Rockwell sertliği (45N) | R45N | 78 | 75 | 78 | |
| termal özellikleri | |||||
| proje | birim | Zirkonya | Zirkonya (magnezyum stabilize edilmiş) | ||
| Malzeme | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| renk | \ | Beyaz | siyah | mavi | sarı |
| Termal genleşme katsayısı | 10-6K-1 | 9.6 | 9.5 | 10 | 10 |
| termal iletkenlik | W/m·K | 2.5 | 3 | 3 | 3 |
| Termal şok dayanımı | △T.℃ | 250 | 300 | 300 | 450 |
| Özgül ısı kapasitesi | J/g·K | 0.46 | 0.48 | 0.46 | |
| Maksimum çalışma sıcaklığı (aerobik) | ℃ | 800 | 800 | 800 | 2100 |
| Elektriksel özellikleri | |||||
| proje | birim | Zirkonya | Zirkonya (magnezyum stabilize edilmiş) | ||
| Malzeme | \ | 94.4% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94% ZrO2-Y2O3 |
94.4% ZrO2-MgO |
| renk | \ | Beyaz | siyah | mavi | sarı |
| 20℃deki hacimsel direnç | Ωcm | 10¹⁴ | 10¹⁰ | 10¹⁴ | 10¹⁴ |
| Dielektrik mukavemeti (yalıtım gücü) | KV/mm | 13 | 13 | 13 | 13 |
| 1 MHz frekansında, oda sıcaklığında dielektrik sabiti | \ | 28 | 28 | 28 | 28 |
| MHz frekansında dielektrik kayıp açısı (1 MHz, 20℃) | tanδ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ | 17×10⁻⁴ |