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氧化锆作为结构陶瓷和功能陶瓷有哪些应用?

作者:XYC 时间:2022-08-07 分类:行业新闻

氧化锆陶瓷具有高硬度、高耐磨、良好的高温热稳定性以及耐热冲击性能。其应用领域已从过去的耐火材料等领域,扩展到了现如今的结构陶瓷、生物陶瓷以及电子功能陶瓷等领域,且在航天航空和核工业等高新技术领域也有着活跃的应用。在结构陶瓷领域的应用氧化锆陶瓷力学性能较好,其作为工程结构材料应用非常广泛。

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陶瓷轴承

氧化锆全陶瓷轴承具耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐高寒、无油自润滑、抗磁电绝缘等特点,可用于极度恶劣的环境及特殊工况。目前氧化锆陶瓷轴承已被微型冷却风扇所采用,其产品寿命及噪音稳定性均优于传统的滚珠及滑动轴承系统。

② 陶瓷阀门

由于受金属材料自身的限制,金属的腐蚀破坏对阀门耐磨性的作用期限、可靠性、使用寿命具有相当大的影响。氧化锆陶瓷阀门具有优良的耐磨性、防腐性、抗高温、抗热震性,可以有效代替传统金属合金阀门,尤其是在恶劣的工作环境中,有效降低磨损、提高耐腐蚀性,从而大大提高寿命。

③ 研磨材料

氧化锆具有高的硬度和耐磨性,所以氧化锆在磨介和磨具领域中有着广泛的应用。如球磨球和球磨机内部衬里和耐磨部件,拉丝模等。

氧化锆磨球氧化锆磨球硬度大、磨损率小、使用寿命长,可大幅减少研磨原料的污染,能够很好地保证产品质量,同时氧化锆材料密度大,用做研磨介质时撞击能量强,可大大提高研磨分散效率。其良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性,可以在酸性和碱性介质中使用。我国关于韧性陶瓷在磨介领域占一半以上,而其中氧化锆球占绝对优势。

在功能陶瓷领域的应用:

① 陶瓷刀具氧化锆陶瓷刀具具有高强度、耐磨损、不生锈、无氧化、耐酸碱、防静电、不会与食物发生反应的特点,同时刀体光泽如玉,是理想的高科技绿色刀具,主要有氧化锆陶瓷餐刀、剪刀、剃须刀、手术刀等。

② 高温发热元件

氧化锆在常温下为绝缘材料,比电阻高达1015Ω·cm,温度升高至600℃可以导电,而在1000℃以上时是良导体,可作1800℃高温发热元件,最高工作温度可以达到2400℃,目前已被成功用于2000℃以上氧化气氛下的发热元件及其设备中。

③ 生物陶瓷材料

氧化锆陶瓷材料在生物医学领域内最常见的应用是作为齿科修复材料。利用氧化锆材质制作的烤瓷牙透明度好、光泽度极佳、质量优良,氧化锆材质的强韧性还弥补了普通烤瓷牙易崩缺的缺点,生物相容性好,不刺激口腔粘膜组织,易于清洁,是目前国内外最优质的烤瓷牙,堪称烤瓷牙家族中的贵族。此外,氧化锆材料还能制成人造骨骼、人造关节等用于医疗目的。

④ 涂层材料

高性能Y2O3等稳定剂稳定的氧化锆热障陶瓷涂层材料,主要应用于高性能涡轮航空发动机。热障涂层利用陶瓷的隔热和抗腐蚀的特点来保护金属材料,不仅可以提高油料的燃烧效率,而且可以极大地延长发动机的寿命。在航空、航天、海面船舶、大型火力发电和汽车动力等方面具有重要的应用价值,是现代国防尖端技术领域中的重要技术之一。

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⑤ 通讯材料

目前,陶瓷插芯和套管广泛用于光纤连接器,增韧氧化锆陶瓷具有优良的力学性能、耐腐蚀及高绝缘性能,能够胜任这一领域。由高强度、高韧性陶瓷制成的陶瓷套圈不仅能满足高精度要求,而且使用寿命长,插入损耗和返回损耗极低。

⑥ 氧传感器

以氧化锆主要成分形成的压电材料,已经得到广泛的应用。利用氧化锆制成的氧传感器灵敏度高,已大量用于检测熔融钢水的含氧量,检测发动机中氧气与燃气的比例以及检测工业废气中氧气含量等。氧化锆陶瓷材料还能制成温度、声音、压力和加速度传感器等智能自动化检测系统。

⑦ 宝石材料

氧化锆宝石材料分为天然立方氧化锆和人工合成立方氧化锆两种。人工合成立方氧化锆光学性能良好,且质轻、耐磨、抗敏感,穿着舒适,是廉价而又美丽的钻石替代品。它是目前较为时尚的珠宝材料之一,受到各大珠宝品牌的青睐。

注:东莞市夏阳新材料有限公司创立于2001年,是一家以技术研发、精密制造和全球销售先进陶瓷硬质合金和其他新材料并提供全套的定制应用解决方案的公司。公司通过不断的技术提升和自主创新研发,在精密机械、光伏能源、新能源、汽车、化工、医疗、半导体等领域都有着广泛的客户群体,同时与各大研究院校保持深度研发合作,并成为清华大学研究生实习基地。夏阳在国内市场广受好评的同时也深耕国际市场,累计为全球超2000家企业提供了全套的定制应用解决方案并有着良好的口碑。未来夏阳将在各大领域继续前进,做全球新材料应用的领航者。