Material

Hunan Guoci New Material Technology Co., Ltd.

Zirconia, piezas de cerámica de la circona

Zirconia

Información general

Zirconia (ZrO₂), con la fórmula química ZrO₂, es un material cerámico avanzado. La "cerámica de zirconia" a la que nos referimos comúnmente no es zirconia pura, sino zirconia estabilizada.

¿Por qué es necesaria la estabilización? La zirconia pura sufre una transformación de la estructura cristalina (transición de fase) cuando se somete a cambios de temperatura, acompañados de cambios de volumen significativos, que pueden causar grietas en el producto sinterizado. Al agregar estabilizadores (como el óxido de itrio Y₂O₃, óxido de magnesio MgO), su estructura estable a alta temperatura se puede retener a temperatura ambiente, obteniendo zirconia estabilizada con itrio (YSZ o Y-TZP) y zirconia estabilizada con magnesio (Mg-PSZ) con excelente rendimiento, que son los tipos más comunes e importantes.

Propiedades del material

Parámetros de rendimiento del núcleo de zirconia

Categoría Indicadores Valores/rangos típicos Unidad
Propiedades físicas Densidad 6. 00-6. 05 G/cm³
Propiedades mecánicas Fuerza flexural 900-1200 MPa
Dureza de la fractura (Kopec) 5,0-10,0 MPa · m¹/²
Dureza Vickers HV0.5 1200-1250
Módulo elástico 200-210 GPa
Propiedades térmicas Temperatura máxima de funcionamiento 800-1000 °C
Conductividad térmica 2 - 3 W/(m · K)
Coeficiente de expansión lineal 9,6-10,4 × 10 ⁻264/°C
Propiedades de fricción Coeficiente de fricción 0,1-0,15 (Contra el acero)


Basado en las propiedades anteriores, zirconia ofrece las siguientes ventajas sobresalientes:


1. dureza extremadamente alta-su ventaja de la base. Su tenacidad a la fractura es más del doble que la de la alúmina, lo que resulta en una excelente resistencia al impacto y a la vibración. Esto supera la fragilidad de la cerámica, mejorando significativamente la confiabilidad y ganándose el apodo de "acero cerámico".
2. resistencia de desgaste magnífica. No solo es duro, sino que su excelente dureza también lo hace menos susceptible a astillado y desconchado bajo cargas de impacto. Su vida útil total es extremadamente larga, lo que lo convierte en un material de primer nivel para piezas resistentes al desgaste.
3. alta resistencia mecánica. Puede soportar tensión de flexión y presión significativas sin romperse, lo que permite diseños de productos más delgados, ligeros y más fuertes.
4. bajo coeficiente de fricción y autolubricación. Su superficie lisa da como resultado una baja resistencia de funcionamiento, bajo consumo de energía y resistencia a la adhesión a los materiales de acoplamiento.
5. excelente biocompatibilidad. No es tóxico, no es irritante y no es alergénico para el tejido humano. Está aprobado por la FDA, por lo que es un material ideal para implantes médicos.
6. excelente resistencia a la corrosión. Resistente a la mayoría de los ácidos, álcalis y disolventes orgánicos (excepto ácido fluorhídrico).
7. hermoso y duradero. Se puede pulir a un alto brillo metálico, logrando un brillo blanco puro y una sensación suave. Nunca se desvanecerá o desgaste.

Principales áreas de aplicación

Las ventajas de rendimiento de Zirconia determinan directamente su posición insustituible en los siguientes campos de alta gama.

1. Atención sanitaria
  • Restauraciones dentales: coronas, puentes y pilares de implantes. Debido a su alta resistencia, estética (teñible para simulación realista) y biocompatibilidad, se ha convertido en el material de elección para restauraciones dentales.
  • Implantes quirúrgicos: articulaciones artificiales de cadera y rodilla. Su alta resistencia al desgaste y biocompatibilidad mejoran significativamente la seguridad a largo plazo de los implantes.
  • Herramientas quirúrgicas: Tijeras de cerámica,Agujas de ablaciónY las cuchillas quirúrgicas son más resistentes a la corrosión y más ligeras que el metal.

2. Fabricación industrial y maquinaria
  • Rodamientos cerámicos de precisión: se utilizan en husillos de alta velocidad, máquinas herramienta de precisión y entornos corrosivos. Su peso ligero (baja densidad) reduce la fuerza centrífuga y extiende la vida útil.
  • Los sellos mecánicos: Utilizado en productos químicosBombasBombas de agua automotrices y otras aplicaciones. Son resistentes a la corrosión y al desgaste, con una vida útil muy superior a la de los sellos de metal.
  • Componentes resistentes al desgaste:Boquillas de chorro de arena, Piezas de cerámica de la materia textil, y medios abrasivos (bolas yCilindros-Realizar excepcionalmente bien en condiciones de operación duras.
  • Wearables inteligentes y electrónica de consumo:Fundas SmartwatchY los paneles traseros del teléfono móvil ofrecen una excelente resistencia al desgaste y una textura única.

3 Electrónica y semiconductores
  • Conectores de fibra óptica (virolas de cerámica): Aprovechando su alta dureza y bajo coeficiente de expansión térmica, aseguran una conexión de fibra óptica precisa y estable.
  • Componentes del sensor: Por ejemplo, los sensores de oxígeno (para el monitoreo de emisiones de escape de automóviles) utilizan su conductividad iónica a altas temperaturas.

Bienes de consumo y herramientas
  • Cuchillos: Los cuchillos de cerámica son afilados, resistentes a la oxidación y no reactivos con los alimentos, preservando el sabor original.
  • Accesorios: Las pulseras y los collares, etc., utilizan su jade-como textura y desgaste-resistencia.
  • Artículos deportivos: huelguistas del club de golf y guías de pesca, que son duraderos y ligeros.