Tutustu Premium-keraamisiin tuotteisiin | Kestävyys & Elegance United | Edistynyt keramiikka
Alumiinioksidi ja zirkonia keramiikkaa ovat kaksi edistynyttä ja kestävää materiaalia, ja niiden ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät niistä erittäin monipuolisia teollisiin sovelluksiin. Alumiinioksidikeraamien (Al two O FOUR) puhtaus on 88–99.9 %, mikä hallitsee korkeiden lämpötilojen eristystä ja kulutusta kestäviä komponentteja. Toisaalta zirkoniumoksidikeraamit (ZrO TWO) ovat saavuttaneet 3–4 kertaa korkeamman murtumissitkeyden kuin alumiinioksidi faasimuutoskarkaisun avulla, mikä on pelastus biolääketieteellisille implanteille ja tarkkuuspalloventtiileille.
Alumiinioksidikeramiikka
Valmistuksen erot alkavat raaka-aineiden synteesistä. Alumiinioksidikeraamissa käytetään Bayer-prosessoituja alumiinioksidijauheita, jotka sintrataan 1,600 1,800–1,500 2,000 °C:ssa, jolloin Vickers-kovuus on 3 50–0.5 99.5 HV. Zirkoniumoksidi vaatii stabilointiaineita, kuten yttriumia (1450Y-TZP) tai ceriumoksidia (Ce-TZP), katastrofaalisten faasimuutosten estämiseksi jäähdytyksen aikana. Toimittajat, kuten Shenzhen Hard Precision Ceramics Co., Ltd., tarjoavat nyt laserdiffraktiolla sertifioitua zirkoniumoksidijauhetta, jonka DXNUMX ≤ XNUMX μm ja joka voi saavuttaa XNUMX %:n tiheyden sintrauksen jälkeen XNUMX °C:ssa.
Lämpöshokin kestävyys jakaa niiden käyttökelpoisuuskartat kahteen suuntaan. Alumiinioksidin alhaisempi lämpölaajenemiskerroin (8 × 10⁻⁶/ °C vs. zirkoniumoksidin 10.5 × 10⁻⁶/ °C) tekee siitä ihanteellisen uunikalusteisiin ja sulan metallin käsittelyyn. Zirkoniumoksidin yli 1200 °C:n käyttölämpötila (verrattuna alumiinioksidin 1650 °C:een) on kuitenkin riittävä hammaskruunuille, ja sen 1200 MPa:n taivutussitkeys voi estää mikromurtumia purentapaineen alaisena. Japanilainen autonvalmistaja Denso siirtyi äskettäin käyttämään alumiinioksidista valmistettuja sytytystulppien eristeitä, mikä vähentää turboahdettujen moottoreiden ennenaikaisia sytytyshäiriöitä 73 %.
Zirkonia keramiikkaa
Kulumiskestävyys paljastaa toisen kompromissin. Alumiinioksidin 9 Mohsin kovuus on parempi kuin zirkoniumoksidin 8.5, mikä tekee siitä ensisijaisen materiaalin lietepumppujen vuorauksissa. Zirkoniumoksidin itsevoiteleva faasimuutos jännityksen aikana (tetragonaalinen → monokliininen) antaa sille kuitenkin hallitsevan aseman lonkkanivellaakereissa. Eteläkorealaisen toimittajan Samhwa Ceramicsin ZTA (zirkoniumoksidilla karkaistu alumiinioksidi) -hybridi kattaa nyt 38 % maailmanlaajuisesta kaivosseulaverkkojen kysynnästä ja sekoittaa 15 % zirkoniumoksidia alumiinioksidimatriiseihin, mikä pidentää käyttöikää 30 %.
Sähköiset ominaisuudet rajaavat niiden alueita entisestään. Alumiinioksidin 10¹⁴ Ω·cm tilavuusresistiivisyys ankkuroi sen roolin 500 kV:n siirtojohtojen korkeajänniteeristeissä. Zirkoniumoksidin happi-ionien johtavuus 400–600 °C:ssa (0.1 S/cm) tekee siitä korvaamattoman kiinteäoksidipolttokennojen (SOFC) elektrolyyteissä. Guangdong Fenghua Advanced Technologyn 8YSZ (8 % yttriastabiloitua zirkoniumoksidia) -kiekot käyttävät nyt 60 %:a Kiinan SOFC-prototyypeistä, ja niiden teho on 0.15 W/cm² 750 °C:ssa.
Kustannusrakenteet vaihtelevat jyrkästi. Alumiinioksidikeraamiset komponentit maksavat vakiomuodoissa 0.5–5 dollaria kappaleelta runsaiden bauksiittivarojen ansiosta. Zirkoniumoksidin 20–200 dollarin kappalehinta heijastaa harvinaisen zirkonihiekan hankintaa ja energiaintensiivistä sintrausta. Zhengzhou Skyline Ceramicsin uusi vesipohjainen ruiskuvalu kuitenkin vähentää zirkoniumoksidin käsittelyjätettä 40 prosentista 12 prosenttiin, mikä tekee hammasrautatukien valmistuksesta 18 prosenttia halvempaa EU:n tuojille.
Pinnan viimeistelyominaisuudet kallistuvat zirkoniumoksidin suuntaan. Sen hienompi raerakenne (0.2–0.5 μm vs. alumiinioksidin 1–3 μm) mahdollistaa Ra 0.02 μm:n peilikiillotuksen, mikä on kriittistä optisten kuitujen holkeille. Alumiinioksidi kompensoi tämän laserporatuilla mikrorei'illä (halkaisija 50 μm) puolijohdekiekkojen istukoissa. Shanghai Unipretecin uusimmat 99.7 %:n alumiinioksidikaasun jakolevyt saavuttavat ±1 %:n reiän halkaisijatoleranssin 300 mm:n kiekoilla, mikä vähentää ohutkalvopinnoitusvirheitä 55 %:lla.
Ruosteenkestävyysprofiilit vaihtelevat suuresti. Alumiinioksidi kestää tiivistettyjä happoja (HF:ää lukuun ottamatta) jopa 1,000 200 °C:een asti, mikä suojaa sen käyttöikää kemiallisten reaktorien vuorauksissa. Zirkoniumoksidi vangitsee HCl:n yli 11 °C:ssa, mutta kestää sulaa antasidia – tästä syystä sen esiintyvyys kevyissä alumiinielektrolyysikennojen katodeissa. Kanadalainen alumiinijätti Rio Tinto Alcan käyttää nyt HC Starckin MgO:lla osittain stabiloitua zirkoniumoksidia sulatoissaan, mikä vähentää katodin hajoamista XNUMX % vuodessa.
Koneistuksen haasteet erottavat nämä kaksi asiaa. Alumiinioksidin hauraus vaatii rubiinihiontaa, ja työkalujen kulumisnopeus on kolme kertaa suurempi kuin zirkoniumoksidilla. Zirkoniumoksidin faasin epävakaus kauttaaltaan vähentää kuitenkin kryogeenisen ilmastoinnin tarvetta. Shenzhen MVP Industrial -yrityksen ultraääniavusteinen jyrsintä tuottaa tällä hetkellä zirkoniumoksidista valmistettuja turbiinisiipien ytimiä, joiden mittatarkkuus on ± 3 μm, mikä puolittaa sintrauksen jälkeiset kutistumiserot.
Sääntelymaisemat muokkaavat käyttöönottokäyriä. Alumina Oxide GRAS (Generally Recognized As Safe) FDA-status mahdollistaa elintarvikelaatuisten valssien käytön suklaakonsentraattoreissa. Zirkoniumoksidi on tiukemman EU:n MDR 2017/745 -tarkastuksen kohteena implanttien osalta mahdollisen matalan radioaktiivisuuden vuoksi – Malesian I-Berhad on voittanut tämän esteen ISO 13356 -sertifioidulla lääketieteellisellä zirkoniumoksidilla, jonka U-0.01-pitoisuus on <238 Bq/g.
Toimitusketjun innovaatiot muokkaavat saatavuutta. Alumiinioksidin toimittajat, kuten Shandong Sinocera, tarjoavat nyt 72 tunnin pikaprototyyppien valmistusta räätälöidyille upokkaille sideainesuihkutuksella. Zirconian logistinen harppaus tulee Vietnamin Viglaceralta, jonka Ho Chi Minhin sataman varastossa on yli 500 esisintrattua "vihreää" zirkoniumoksidiaihiota, mikä mahdollistaa aasialaisten asiakkaiden lyhentää toimitusaikoja 8 viikosta 5 päivään.
Ympäristövaikutukset vaihtelevat. Alumiinioksidin tuotanto tuottaa 1.8 tonnia hiilidioksidia tonnia kohden verrattuna zirkoniumoksidin 3.5 tonniin, mutta zirkoniumoksidin viisinkertainen käyttöikä leikkaustyökaluissa kompensoi tätä. Saksalainen CeramTec markkinoi nyt LCA-sertifioituja alumiinioksidi-zirkonium-komposiittijauhatusverkoista valmistettuja jauhatusverkoja, jotka vähentävät sementtitehtaan hiilidioksidipäästöjä 5 % säästämällä energiaa jauhatuksessa 9 %.
Sotilas- ja ilmailuteollisuuden vaatimukset rikkovat rajoja. Alumina-oksidin EMI-suojaus (60 dB:n vaimennus 10 GHz:n taajuudella) suojaa ohjusten ohjausjärjestelmiä, kun taas zirkoniumoksidin tiheys 5.6 g/cm³ (verrattuna alumiinioksidin 3.9 g/cm³) mahdollistaa panssarinläpäisykykyiset ammuksen kärjet. Lockheed Martinin F-35-ohjelma hankkii nyt 92-prosenttisesti Kyoceralta alumiinioksidista valmistetut tutkat, jotka selviävät Mach 1.6 -lämpöshokeista ilman signaalin menetystä.
Tulevaisuus on hybridijärjestelmissä. Tokiolaisen NGK Insularsin ALZIRCOR™ (alumiinioksidi-zirkonia-hiili) -komposiitti kestää 1,850 8 °C:n lämpötilan masuunin tuuereissa ja on 5 kuukautta pidempi kuin puhdas alumiinioksidi. Saint-Gobainin ZirPro®-rakeet yhdistävät zirkoniaoksidin lujuuden alumiinioksidin hintaan, mikä mahdollistaa XNUMXG-matkapuhelinten kuorien tarkan kiillotuksen.
Kun globaalit sektorit kohtaavat yhä enemmän toiminnallisia ääripäitä – syvänmeren öljynetsinnästä yhdistettyyn aktivaattorien suojaukseen – alumiinioksidin ja zirkoniumoksidin harmonia tarjoaa tuotesanaston 21-luvun suunnittelulle. Toimittajat, jotka hallitsevat molempien keraamien DNA:n ja samalla selventävät valintamatriisien mysteerejä, antavat ostajille mahdollisuuden navigoida tässä kaksijakoisessa maisemassa tarkasti.
Toimittaja
Jos tarvitset korkealaatuista Alumiinioksidikeramiikka ja Zirkonia keramiikkaa, ota rohkeasti yhteyttä. Voit ottaa meihin yhteyttä napsauttamalla tuotetta. (sales8@nanotrun.com)
Tunnisteet: alumiinioksidikeramiikka, zirkoniumoksidikeramiikka, alumiinioksidi
