氧化锆陶瓷是一种具有很高抗裂纹扩展的材料。具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质,具有很高的热膨胀系数,因此经常被用于制作金属化陶瓷。氧化锆是一种十分优秀的陶瓷材料,它同时拥有低热导率和高强度这两种出众的性能。氧化锆陶瓷应用广泛,可以作为线材成型的模具,可以用做焊接流程中的辅助材料。
氧化锆陶瓷的性能参数 | ||||||||
材料 | 氧化锆 | |||||||
性能 | 单位 | |||||||
密度 | g/cm³ | 5.9-6.0 | ||||||
直线度 | ‰ | 1 | ||||||
硬度 | Mohs Scale | 8.8 | ||||||
吸水率 | % | 0 | ||||||
抗弯强度 | Mpa | 1200 | ||||||
抗压强度 | Mpa | 2500 | ||||||
最高使用温度 | ℃ | 1050 | ||||||
℃ to 800℃) 热膨胀系数 | 10-6/℃ | 10 | ||||||
断裂韧性 | MPa *m1/2 | 10 | ||||||
介电强度 | AC-kv/mm | 9 | ||||||
介电损耗 | —— | 0.001 | ||||||
介电常数 | 25º C@1MHz | 29 | ||||||
电阻系数 | Ω*mm2 /m | >1012 | ||||||
热导率 | W/m·K | 2.5 |
成型工艺
氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。其中使用最广泛的是注塑与干压成型。
烧结工艺
氧化锆陶瓷可采用的烧结方法通常有:⑴无压烧结,⑵热压烧结和反应热压烧结,⑶热等静压烧结(HIP),⑷微波烧结, ⑸超高压烧结, ⑹放电等离子体烧结(SPS),⑺原位加压成型烧结等。常以无压烧结为主。
应用领域
在结构陶瓷方面,由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。
在功能陶瓷方面,其优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数,主要应用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)和高温发热体等领域。ZrO2具有较高的折射率(N-21^22),在超细的氧化锆粉末中添加一定的着色元素(V2O5, MoO3, Fe2O3等),可将它制成多彩的半透明多晶ZrO2材料,像天然宝石一样闪烁着绚丽多彩的光芒,可制成各种装饰品。另外,氧化锆在热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域正得到广泛应用。
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