ジルコニア(ZrO₂)セラミックス
酸化ジルコニウムセラミックとしても知られるジルコニア(ZrO₂)は、現在入手可能な最先端テクニカルセラミックスの一つです。卓越した機械的強度、破壊靭性、耐摩耗性、化学的安定性を持つジルコニア材料は、ハイテク産業において不可欠なものとなっています。セラミック鋼」として知られるジルコニア・セラミックスは、テクニカル・セラミックスの硬度と、ほとんどの酸化物セラミックスを凌ぐ機械的信頼性を兼ね備えています。
Great Ceramicでは、ジルコニアセラミックコンポーネントの精密機械加工とカスタマイズ加工を専門としており、エレクトロニクス、航空宇宙、化学工学、自動車、医療機器などの業界向けに、性能重視のソリューションを提供しています。当社の高度な加工能力、厳格な品質管理、およびエンジニアリングの専門知識により、お客様の仕様に合わせた最高のジルコニアセラミックスを提供することができます。
ジルコニアセラミック材料の特性、高精度のジルコニアZrO₂セラミックチューブ、またはカスタマイズされた黒色ジルコニアセラミック部品をお探しでも、Great Ceramicは高度なセラミック製造の信頼できるパートナーとして際立っています。
ジルコニア・セラミックの利点
ジルコニア・セラミックの特性は、他の多くの材料よりも優れている魅力的な特性の組み合わせです:
Great Ceramicでは、独自の加工技術によってこれらの固有の利点を強化し、一貫した性能と信頼性を備えた最高のジルコニアセラミックスをお届けしています。
利用可能なジルコニア材料のグレード
Great Ceramicでは、それぞれ異なる性能要件に合わせて設計された様々なジルコニア材料を提供しています:
イットリア安定化ジルコニアセラミックス(Y-PSZ)
イットリア安定化ジルコニアセラミックス(Y-PSZ)は、正方晶の結晶構造を部分的に安定化させる安定剤としてイットリア(Y₂O₃)を利用した高性能セラミック材料の一種です。また、最も一般的なジルコニア・セラミックスでもある。イットリアのドーピングは、純粋なジルコニアで高温時に発生する相変態クラックに効果的に対処し、優れた機械的特性と長期安定性をもたらします。
主な特徴
主な用途
生産と加工
イットリア安定化ジルコニア・セラミックスは、通常、3~8mol%イットリアをドープしたナノサイズのジルコニア粉末から作られる。これらは、静水圧プレスまたは射出成形によって製造され、その後、緻密な微細構造を達成するために高温焼結が行われます。精密部品の要求を満たすためには、ダイヤモンド研削、超音波加工、レーザー切断などの高精度加工工程が必要となることが多い。
マグネシア安定化ジルコニアセラミックス(Mg-PSZ)
マグネシア安定化ジルコニアセラミックス(MgO-PSZ)は、酸化マグネシウム(MgO)で安定化された部分安定化ジルコニア(PSZ)です。ジルコニアの高強度・高靭性と相変態強靭性を併せ持ち、優れた耐クラック性と耐摩耗性を実現し、構造用セラミックスの主要材料となっています。
主な特徴
主な用途
生産・加工技術
Mg-PSZは、約8~10wt%の酸化マグネシウムをドープした高純度酸化ジルコニウム粉末を使用する。静水圧プレスと高温焼結により、緻密な微細構造が達成される。結晶粒内に安定した立方晶相と部分的に変態可能な正方晶相が存在することが、高い靭性に寄与している。硬度が非常に高いため、加工には通常、ダイヤモンドホイールによる精密研削やレーザー加工が必要となる。
アルミナ強化ジルコニアセラミックス(ZTA)
ジルコニア強化アルミナ(ZTA)は、高含有アルミナ(Al₂O₃)マトリックスに一定割合の酸化ジルコニウム(ZrO₂)粒子をドープした複合セラミック材料です。酸化ジルコニウムの添加により、ZTAの破壊靭性と耐クラック性が大幅に向上し、高強度、高耐摩耗性、高耐食性を必要とする用途に最適です。
主な特徴
代表的なアプリケーション
生産と加工
ZTAは、アルミナ粉末と特定の割合の酸化ジルコニウム粉末(通常10-20%)を均一に混合し、ドライプレス、アイソスタティックプレス、または射出成形し、高温で焼結することにより製造される。その結果、アルミナマトリックス内に酸化ジルコニウム粒子が均一に分布し、強靭な仕上がりになります。硬度が高いため、機械加工には通常、精度を確保するためにダイヤモンド工具やレーザー加工が必要となる。
アルミナ強化ジルコニアセラミックス(ATZ)
アルミナ強化ジルコニアセラミックス(ATZ)は、酸化ジルコニウム(ZrO₂)マトリックスに一定割合のアルミナ(Al₂O₃)粒子をドープした複合セラミックスです。ZTA(ジルコニア強化アルミナ)とは異なり、ATZは主に酸化ジルコニウムで構成されています。少量のアルミナを添加することで、良好な破壊靭性を維持しながら、強度、硬度、耐摩耗性がさらに向上する。
主な特徴
代表的なアプリケーション
生産と加工
ATZは通常、高純度Y-TZP粉末マトリックスに少量(通常10~20wt%)のアルミナを添加したものである。この材料は、静水圧プレス、射出成形、またはテープキャスティングによって形成され、その後高温焼結が行われる。焼結ミクロ構造では、アルミナはジルコニア・マトリックス中に均一に分散し、粒界を強化し、耐摩耗性を高める。硬度と靭性が高いため、加工にはダイヤモンド研削、超音波加工、レーザー精密切断が必要となる。
ジルコニア材料の特性
Great Ceramicは、お客様が選択できるよう、様々なジルコニアセラミックス材料を提供しています。以下の値は代表的な材料特性であり、製品構成や製造工程によって異なる場合があります。詳細は下記までお気軽にお問い合わせください。 お問い合わせ.
機械的特性
プロパティ | 単位 | Y-PSZ | Mg-PSZ | ZTA |
カラー | -- | ホワイト | イエロー | ホワイト |
密度 | g/cm³ | 6.05 | 5.7 | 4.1~4.38 |
硬度 | GPa | 12.5 | 11.8 | 15 |
圧縮強度 | MPa | 2100 | 1750 | 2350 |
曲げ強度 | MPa | 850 | 900 | 700 |
破壊靭性 | MPa・m1/2 | 4~5 | >7.0 | 3.5 |
弾性係数 | GPa | 200 | 200 | 310 |
ポアソン比 | -- | 0.3 | 0.3 | 0.26 |
熱特性
プロパティ | 単位 | Y-PSZ | Mg-PSZ | ZTA |
最高使用温度 | 無負荷 | 1000 | 1000 | 1500 |
熱伝導率 @ 25°C | W/(m・K) | 2 | 2.2 | 20 |
20-400℃における熱膨張a | 1 x 10-6/°C | 10 | 10.2 | 8 |
比熱 | J/(kg・K) | 460 | 400 | 720 |
耐熱衝撃性 | 水に入れる | 300 | 350 | 300 |
電気的特性
プロパティ | 単位 | Y-PSZ | Mg-PSZ | ZTA |
誘電率 | 1MHz | 30 | 28 | 10.2 |
絶縁耐力(6.35mm) | AC-kV/mm | 9 | 9.4 | 9 |
誘電損失 | 1MHz | 16 x 10-4 | 10 x 10-4 | 20 x 10-4 |
体積抵抗率 @ 25°C | Ω・cm | >1013 | >1012 | >1014 |
体積抵抗率 @ 500°C | Ω・cm | >103 | >103 | >104 |
ジルコニア・セラミック加工
ジルコニアセラミックスは、その卓越した靭性、高強度、顕著な耐摩耗性で知られており、精密工学のための最も先進的なセラミック材料の1つとなっています。Great Ceramicは、包括的なジルコニアセラミック加工能力を提供し、お客様のニーズに合わせた卓越した性能、耐久性、精度を実現します。
加工時には、ミクロン単位の公差と優れた表面仕上げを達成するために、ダイヤモンド研削、精密フライス加工、精密研磨技術を採用しています。これらの能力により、ジルコニア・セラミック部品は、医療機器、航空宇宙、先端機械などの業界が求める厳しい構造精度と美観の要件を満たすことができます。
長年の技術的専門知識と高度な設備により、Great Ceramic社は標準部品を供給するだけでなく、高い信頼性と長い耐用年数を必要とする、カスタマイズされた複雑な構造部品も専門としている。
よくある質問
ジルコニア材料にグレートセラミックを選ぶ理由
ジルコニア材料の特性とカスタマイズされたソリューションに関しては、Great Ceramicは市場で最も信頼性の高いジルコニアセラミックスを提供しています。