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陶瓷材料

龙瓷提供各种先进的技术陶瓷材料

Zirconia
氧化锆(ZrO2)
氧化锆陶瓷,又称二氧化锆陶瓷,是一种极其坚固的工业陶瓷材料,具有优异的硬度、韧性和耐腐蚀性,且没有其他陶瓷材料常见的脆性。氧化锆陶瓷有多种等级,其中最常见的是氧化钇和氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷。
优势
  • 使用温度高达 1000°C
  • 低热导率
  • 化学惰性
  • 耐磨性
  • 高断裂韧性
  • 高硬度
材料等级
超硬
超硬HIP
3YZ
纳米HIP
概述
超硬氧化锆是一种基于部分稳定氧化锆和增强晶体结构的先进氧化锆陶瓷复合材料。


特性
  • 使用温度高达1500°C
  • 烧结至全密度,实现无孔结构和有竞争力的价格
  • 弯曲强度、硬度和断裂韧性之间没有妥协
  • 极高的断裂韧性和抗冲击性,同时保持高于平均值的弯曲强度和硬度
  • 部分稳定氧化锆基体中独特的微观结构提供的裂纹偏转增韧
  • 通过二氧化铈部分稳定化提高对水热老化的抵抗力
应用
  • 高压设备球阀球和阀座——特别适用于存在机械冲击、冲击或振动的应用
  • 超高压泵送元件
  • 超高压设备的流量控制装置——高压均化器的阀杆和阀座
  • 深井井下阀门和阀座
  • 金属成形用轧辊和导轨


性能

  • 使用温度高达1500°C
  • 热等静压(HIP’ed)具有优异的强度和可靠性
  • 弯曲强度、硬度和断裂韧性之间没有妥协
  • 极高的断裂韧性和抗冲击性,同时保持高于平均值的弯曲强度和硬度
  • 部分稳定氧化锆基体中独特的微观结构提供的裂纹偏转增韧
  • 通过二氧化铈部分稳定化提高对水热老化的抵抗力
应用
  • 高压设备球阀球和阀座——特别适用于存在机械冲击、冲击或振动的应用
  • 超高压泵送元件
  • 超高压设备的流量控制装置——高压均质机的阀杆和阀座
  • 深井井下阀门和阀座
  • 金属成形用轧辊和导轨
概述
高纯度3 mol%钇部分稳定氧化锆(3YSZ)具有更细的晶粒结构,可确保更高的机械性能。粒度均匀性的提高确保了性能的各向同性更好。

性能

  • 使用温度高达1000°C
  • 低热导率
  • 化学惰性
  • 耐熔融金属性
  • 耐磨性
  • 高断裂韧性
  • 高硬度
应用
  • 高压设备球阀球和阀座——特别适用于存在机械冲击、冲击或振动的应用
  • 超高压泵送元件
  • 超高压设备的流量控制装置——高压均质机的阀杆和阀座
  • 深井井下阀门和阀座
  • 金属成形用轧辊和导轨
概述
最高纯度3 mol %比氧化钇部分稳定化二氧化锆(3YSZ)具有超细晶粒结构,确保卓越性能。通过热等静压(HIP)工艺致密化至理论密度,实现卓越可靠性。

特性

  • 使用温度高达1000°C
  • 低热导率
  • 化学惰性
  • 耐熔融金属性
  • 耐磨性
  • 高断裂韧性
  • 高硬度
应用
  • 高压设备球阀球和阀座——特别适用于存在机械冲击、冲击或振动的应用
  • 超高压泵送元件
  • 超高压设备的流量控制装置——高压均化器的阀杆和阀座
  • 深井井下阀门和阀座
  • 金属成形用轧辊和导轨
材料特性
机械性能
热性能
电气性能
PropertyUnitUltra ToughUltra Tough HIP3YZNano HIP
CompositionCeria StabilizedCeria StabilizedYttria StabilizedYttria Stabilized
ColorGreyBrown / OrangeIvoryGrey
PropertyUnitUltra ToughUltra Tough HIP3YZNano HIP
Densityg/cm35.75.76.056.07
Young’s ModulusGPa200200200200
Fracture Toughness KICMPa m1/2 17 17 8 8
Poisson’s Ratio 0.30 0.30 0.30 0.30
Compressive StrengthMPa 2000 2000 2000 2100
Flexural StrengthMPa 1000 1000 1200 1400
Hardness
GPa 13 13 13.5 14.5

1 No load
2 Coefficient of Thermal Expansion (CTE) describes how the size of an object changes with a change in temperature.
PropertyUnitUltra ToughUltra Tough HIP3YZNano HIP
Maximum Temperature (Inert) 1°C1500150010001000
CTE2 25°C ➞ 400°C10-6/K10101010
Thermal Conductivity @ 25°CW/mK3322
Thermal Shock Resistance ΔT°C250250250250
氧化锆加工
氧化锆可以在生坯、坯料或完全致密的状态下进行加工。生坯或坯料状态时,可以相对轻松地加工成复杂的几何形状。然而,使材料完全致密化所需的烧结工艺会导致氧化锆坯体收缩约 20%。这种收缩意味着在加工烧结前的氧化锆时,不可能保持非常严格的公差。

为了达到非常严格的公差,完全烧结的材料必须使用金刚石工具进行加工/研磨。在此制造过程中,需要使用非常精密的金刚石涂层工具/砂轮来研磨材料,直至达到所需的形状。由于材料固有的韧性和硬度,这一过程可能耗时且成本高昂。
产品应用
氧化锆是室温下强度和韧性最高的工程陶瓷之一。由于其优异的表面光洁度,它被用于泵等滑动部件。凭借其高韧性和耐磨性,它还被用于工业用刀具、剪刀和菜刀,有助于延长这些产品的使用寿命。此外,由于其镜面加工后表面美观,它还被用于手表等装饰部件。
Classified by purity
烧结工艺
  • 烧结工艺+
    烧结工艺对氧化锆陶瓷的质量和制备过程影响巨大,该工艺需要将稳定的氧化锆粉末加热至1000°C以上。烧结可以采用多种方法进行,其中最常见的是常压烧结;烧结是一种将生坯加热至低于熔点的温度,使氧化锆颗粒扩散,从而使陶瓷粉末固结的技术。