Über Zirkoniumdioxid-Keramik

Zirkoniumdioxid bezieht sich im Allgemeinen auf Zirkoniumdioxid mit der chemischen Formel ZrO2. Es ist das wichtigste Oxid von Zirkonium. Es ist in der Regel weiß, geruchlos und geschmacklos Kristalle, und ist schwer löslich in Wasser, Salzsäure und verdünnte Schwefelsäure.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Keramiken, die dazu neigen, zu verhärten und spröde zu werden, weist Zirkoniumdioxid eine hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Flexibilität auf, die die meisten anderen technischen Keramiken weit übertrifft. Zirkoniumdioxid ist eine sehr robuste Industriekeramik mit hervorragenden Eigenschaften in Bezug auf Härte, Bruchzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit.

Verfügbare Zirkoniumdioxid-Qualitäten:

Es gibt verschiedene Sorten von Zirkoniumdioxid, wobei Yttriumoxid-teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid (Y-PSZ) und Magnesiumoxid-teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid (Mg-PSZ) die gängigsten sind. Seine einzigartige Widerstandsfähigkeit gegen Rissbildung und seine hohe Wärmeausdehnung machen es zu einem ausgezeichneten Werkstoff für die Verbindung von Keramik und Metallen wie Stahl. Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften von Zirkoniumdioxid wird es manchmal auch als "keramischer Stahl" bezeichnet.

Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumdioxid

Yttriumoxid-stabilisiertes Zirkoniumdioxid

Schwarze Zirkonoxid-Keramik

Schwarze Zirkonoxid-Keramik

Zirkoniumdioxid gehärtetes Aluminiumoxid

Zirkoniumdioxid gehärtetes Aluminiumoxid

Magnesia Stabilisiertes Zirkoniumdioxid

Magnesia Stabilisiertes Zirkoniumdioxid

Yttriumoxid-teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid (Y-PSZ), dotiert mit Yttriumoxid (Y2O3) als Stabilisator, stärkt und stabilisiert die innere Kornstruktur und wandelt das Material von einer monoklinen Phase in eine tetragonale Phase um, um die Festigkeit des Materials zu erhöhen. Es ist ein feinkörniges Material mit der höchsten Biegefestigkeit unter allen keramischen Werkstoffen. Es hat eine sehr hohe Schlag- und Abriebfestigkeit und eine geringe Wärmeleitfähigkeit, was es in der Regel zu einem geeigneten Material für den Ersatz von Metallen macht. Durch den Zusatz von Yttriumoxid (Yttria) kann das Material durch Phasenumwandlung zäh werden, wodurch eine hohe Zähigkeit erreicht wird. Wenn das Material unter Druck steht, wird die Kristallstruktur energetisch günstiger für den Übergang von der tetragonalen zur monoklinen Phase, was zu einer Vergrößerung des stark lokalisierten Volumens um 3% - 5% führt. Durch diese Volumenzunahme wird der Riss in einen komprimierten Zustand versetzt, wodurch seine Fähigkeit, zu wachsen und sich in weitere Risse auszubreiten, verringert wird. Diese Eigenschaft erklärt die geringe Empfindlichkeit des Materials gegenüber Spannungsermüdung und seine hohe Biegefestigkeit.

Obwohl Y-PSZ für anspruchsvolle mechanische Anwendungen sehr gut geeignet ist, eignet es sich möglicherweise nicht für Anwendungen bei sehr hohen Temperaturen, da es einen Kristallphasenwechsel durchläuft: Wenn das Material über einen längeren Zeitraum einer Umgebung mit hohen Temperaturen ausgesetzt wird, geht es von einer starken tetragonalen Phase in eine schwächere über. In der monoklinen Phase. Ebenso ist es für warme und feuchte Bedingungen nicht geeignet, da seine Leistung abnimmt, wenn es Wasserdampf ausgesetzt ist. Daher ist Y-PSZ am besten für den Betrieb unter trockenen und gemäßigten Temperaturbedingungen geeignet.

Magnesiumoxid Teilstabilisiertes Zirkoniumdioxid Durch die Verwendung von Magnesiumoxid (MgO) als Stabilisator für Zirkoniumdioxid ist die Kristallstruktur nach der Formgebung kubisch, was stabiler ist. Magnesiumzirkonium ist widerstandsfähiger gegen hohe Temperaturen und Feuchtigkeit, da es nicht von Phasenmigration betroffen ist. Selbst in einer feuchten Umgebung mit hohen Temperaturen, in der sich die mechanischen Eigenschaften von teilweise mit Yttriumoxid stabilisiertem Zirkoniumdioxid zu verschlechtern beginnen, kann Magnesiumzirkonium seine Festigkeit beibehalten.

Zirconia Toughened Alumina (ZTA) ist eine kostabilisierte Keramik auf Zirkoniumdioxidbasis mit einer Aluminiumoxidmatrix, die durch selbstgewachsene Aluminiumoxid-Substratkristalle verstärkt ist. ZTA weist eine bessere Bruchzähigkeit und Temperaturwechselbeständigkeit als Zirkoniumdioxid auf und verfügt gleichzeitig über eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit und Härte.

Leistungsparameter von Zirkoniumdioxid-Keramik

  • Die Dichte ist relativ hoch;
  • Hohe Biegefestigkeit und Härte;
  • Ausgezeichnete Bruchzähigkeit;
  • Sehr widerstandsfähig gegen Abnutzung und Verschleiß;
  • Beständig gegen Säure- und Laugenkorrosion;
  • Der Elastizitätsmodul ist ähnlich wie bei Stahl;

Mechanische Eigenschaften

Eigenschaften Einheit Y-PSZ

Mg-PSZ

 ZTA
Farbe -- Weiß Gelb Weiß
Dichte g/cm³ 6.05 5.7 4.1~4.38
Härte GPa 12.5 11.8 15
Druckfestigkeit MPa 2100 1750 2350
Biegefestigkeit MPa 850 900 700
Bruchzähigkeit MPa・m1/2 4~5 ＞7.0 3.5
Elastizitätsmodul GPa 200 200 310
Poissons-Verhältnis -- 0.30 0.30 0.26

Thermische Eigenschaften

Eigenschaften Einheit Y-PSZ

Mg-PSZ

 ZTA
Maximale Einsatztemperatur ℃(Ohne Last) 1000 1000 1500
Wärmeleitfähigkeit @ 25°C W/(m・K) 2 2.2 20
Thermische Ausdehnung a bei 20-400°C 1 x 10-6/°C 10 10.2 8
Spezifische Wärme J/(kg・K) 460 400 720
Widerstandsfähigkeit gegen thermische Schocks ℃(In Wasser legen) 300 350 300

Elektrische Eigenschaften

Eigenschaften Einheit Y-PSZ

Mg-PSZ

 ZTA
Dielektrizitätskonstante 1MHz 30 28 10.2
Durchschlagfestigkeit (6,35 mm) ac-kV/mm 9.0 9.4 9.0
Dielektrischer Verlust 1MHz 16 x 10-4 10 x 10-4 20 x 10-4
Volumenwiderstand @ 25°C Ω・cm ＞1013 ＞1012 ＞1014
Volumenwiderstand @ 500°C Ω・cm ＞103 ＞103 ＞104

*Die Werte sind typische Materialeigenschaften und können je nach Produktkonfiguration und Herstellungsprozess variieren. Für weitere Details wenden Sie sich bitte an kontaktieren Sie uns.

Wozu dient Zirkoniumdioxid-Keramik?

  • Drahtumformung/Ziehsteine
  • Isolierringe in thermischen Prozessen
  • Präzisionswellen und Achsen in Umgebungen mit hohem Verschleiß
  • Prozessrohre für Öfen
  • Abriebfeste Pads
  • Thermoelement-Schutzrohre
  • Sandstrahldüsen
  • Feuerfestes Material
  • Strangpresswerkzeuge
  • Buchsen und Kappen
  • Brennhilfsmittel Schmelztiegel
  • Faseroptische Aderendhülsen und Muffen
  • Messer und Klingen
  • Teile für Brennstoffzellen
  • Lager und Rollen
  • Schweißdüsen und -stifte
  • Laserteile
  • Gaszünder
  • Elektrischer Isolator
  • Keramik-Gleiter
  • Sauerstoffsensoren
  • Medizinische und chirurgische Komponente
  • Gleitringdichtungen
  • Pumpen, Kolben und Laufbuchsen

Zirkoniumdioxid-Bearbeitung und -Schleifen

Bei der Bearbeitung und dem Schleifen von Zirkoniumdioxid kommen verschiedene Techniken zum Einsatz, um Zirkoniumdioxid, ein sehr hartes Keramikmaterial, zu formen und zu bearbeiten. Die gleichen Konstruktionsmerkmale, die bei Aluminiumoxidkeramik üblich sind, wie z. B. Sacklöcher und Gewinde, können in Zirkoniumdioxid problemlos hergestellt werden. Allerdings ist die erforderliche Schleifzeit etwa 50% länger als bei den meisten Aluminiumoxiden.

Die Oberflächengüte von Zirkoniumdioxid ist nach dem Fräsen deutlich besser als die der meisten Aluminiumoxide. Zirkoniumdioxid ist dichter, feinkörniger und fester als Aluminiumoxid-Keramik. Diese physikalischen Eigenschaften machen Zirkoniumdioxid zu einem ausgezeichneten Werkstoff, wenn Festigkeit und Verschleißfestigkeit gefragt sind.

Zirkoniumdioxid kann für Anwendungen spezifiziert werden, die extrem enge Maßtoleranzen und eine hohe Oberflächengüte erfordern. Für das Schleifen von Zirkoniumdioxid werden Standardmaschinen für alle Funktionen eingesetzt, z. B. Flachschleifen, Rundschleifen, spitzenloses Schleifen und Bandschleifen.

Unser Service für Zirkoniumdioxid-Keramik

Great Ceramic ist ein Experte für die Herstellung von technischer Keramik. Seit 2013 haben wir an mehr als 3.000 Präzisionskeramikprodukten für Hunderte von Unternehmen mitgewirkt und diese geliefert.

Wir können Ihnen keramische Verarbeitung, keramische Rohstoffe, keramische Formgebung und andere Dienstleistungen anbieten. Wir verpflichten uns, nur Produkte und Dienstleistungen anzubieten, die die Qualitätsanforderungen unserer Kunden erfüllen oder übertreffen.

Bearbeitung

Materialien

Schimmelpilz

Zirkoniumdioxid-Keramik-Produkte

Kundenspezifische Bearbeitung von blauen Zirkoniumdioxid-Keramikteilen
Magnesiumoxid-stabilisierte Zirkoniumdioxid-Keramikhülsen
Bearbeitetes schwarzes Zirkoniumdioxid-Keramikrohr
Bearbeitete Keramikschäfte aus gehärtetem Zirkonoxid (ZTA)
Zirkoniumoxid-Keramik-Schneidemesser
Kundenspezifische Unterlegscheiben aus gehärteter Aluminiumoxid-Keramik
Verschleißfeste Zirkoniumdioxid-Keramikteile

Individuelle Zirkoniumdioxid-Komponenten kaufen

Great Ceramic ist Ihr Spezialist für die Bearbeitung von Zirkoniumdioxid für Ihre Bedürfnisse im Bereich Präzisionskeramik-Prototyping und -Herstellung. Wir freuen uns, Sie mit unserer langjährigen Erfahrung in der Hochleistungskeramik zu Materialien, Design und Anwendung beraten zu können. Wenn Sie Zirkoniumdioxid-Platten, -Stäbe, -Rohre oder kundenspezifisch bearbeitete Komponenten kaufen möchten, kontaktieren Sie uns bitte und einer unserer Experten wird Ihnen gerne weiterhelfen.