Zirconia keramik er flokkur háþróaðra keramikefna með einstaka eiginleika sem gera þau hentug fyrir margs konar notkun. Samsetning zirconia keramik gegnir mikilvægu hlutverki við að ákvarða vélrænni, hitauppstreymi og rafeiginleika þeirra, sem gerir þá mjög eftirsóknarverða í atvinnugreinum eins og geimferðum, rafeindatækni og lífeindatækni.
Grunnsamsetning Zirconia Keramik
Grunnsamsetning zirconia keramik felur í sér sirkonoxíð sem aðalþáttinn. Sirkon er umbreytingarmálmur sem myndar sterkt og stöðugt oxíð þegar það er sameinað súrefni. Hægt er að breyta kristalbyggingu zirconia með því að bæta við eða taka burt stöðugleikaefni, sem venjulega eru yttría (yttrium oxíð), magnesía (magnesíum oxíð) eða calcia (kalsíum oxíð). Mismunandi magni af þessum stöðugleikaefnum er bætt við til að koma í veg fyrir að sirkon breytist úr fjórhyrndum fasa í einklíníska fasa. Þetta er kallað martensitic umbreyting.
Ytria-stöðugað sirkon (YSZ)
Algengasta tegundin af zirconia keramik er yttria-stabilized zirconia (YSZ), þar sem yttria er bætt við sirkonoxíð í styrk á bilinu 3 til 8 mól%. Þetta kemur á stöðugleika í fjórhyrningsfasanum, sem gerir kleift að bæta vélrænni eiginleika eins og mikla hörku, brotseigu og viðnám gegn sliti og tæringu. YSZ er mikið notað í forritum eins og skurðarverkfærum, legum og tannstoðtækjum.
Að hluta til stöðugt sirkon (PSZ)
Önnur tegund er kölluð að hluta stöðugt zirconia (PSZ). Það hefur blöndu af fjórhyrndum og einklínískum fasa vegna þess að það notar minna stöðugleikaefni. PSZ er hægt að nota í gasturbínur, hitauppstreymishúð og sum lífeðlisfræðilega ígræðslu vegna þess að það hefur einstaka örbyggingu sem gerir það sterkara og ónæmari fyrir hitaáfalli.
Samsetningu zirconia keramik er hægt að breyta enn frekar með því að setja íblöndunarefni eða aukefni til að auka sérstaka eiginleika. Til dæmis er hægt að bæta við ceríumoxíði til að bæta viðnám sirkons gegn háhita tæringu, sem gerir það hentugt fyrir notkun í erfiðu umhverfi.
Í stuttu máli eru zirconia keramik fjölhæfur flokkur efna með samsetningu sem byggist fyrst og fremst á sirkonoxíði og stöðugleikaefnum. Vandað val og eftirlit með þessum íhlutum gerir kleift að sérsníða eiginleika, sem gerir sirkon keramik ómetanlegt í fjölbreyttum atvinnugreinum þar sem þörf er á afkastamiklum efnum. Hvort sem það er í geimferðum, rafeindatækni eða lífeðlisfræðilegum forritum heldur sirkon keramik áfram að sýna fram á mikilvægi þeirra við að ýta á mörk tækniframfara.
