ジルコニアセラミックス製品、将来が期待できる！

ジルコニアセラミックス製品、将来が期待できる！
ジルコニア系セラミックス材料は先進セラミックスの中で最も重要な材料として、現代ハイテク産業の発展に非常に重要な基礎材料である。
50年代初めからジルコニアを主とする新しいセラミックスを研究し、70年代末期に構造セラミックスの中で強度と靭性が最も高く、相転移可能な正方相ジルコニアセラミックスを製造した。
ジルコニアの応用は広く、市場は広く、具体的な応用は固体燃料電池、自動車排ガス処理、歯科材料、セラミック工具及びジルコニアセラミック光ファイバ挿芯などを含む。
携帯電話の5 G時代が近づくにつれ、ジルコニアセラミックスは玉のような手触りの温潤さ、耐擦耐摩耗性、無信号遮蔽、放熱性能の優れた特性を持っているため、再び産業のホットスポットとなっている。ジルコニアセラミックス携帯電話のバックプレーン産業が急速に台頭し、資本が殺到し、百億元の新興産業市場を狂ったように争っている。
ジルコニアセラミックスは研磨可能で外観が美しく、コストが低く、着用可能な絶好の材料であり、近年ではスマート着用にも広く応用されている。
ジルコニアセラミックスは高硬度、高耐摩耗性、良好な高温熱安定性及び耐熱衝撃性能を有する。ジルコニアセラミックスの発展に伴い、その応用分野は過去の耐火物などの分野から、現在の構造セラミックス、バイオセラミックス、電子機能セラミックスなどの分野に拡大し、宇宙航空や核工業などのハイテク分野にも活発な応用がある。

多孔質セラミックス分野への応用
ZrO 2多孔質セラミックスは融点が高く、硬度が大きく、熱伝導率が低く、熱安定性が良く、高温クリープが小さいなどの特性を持つとともに、多孔質セラミックスの密度が小さく、強度が大きく、気孔率が高く、比表面積が大きく、流体に対する摂動性が強く、ろ過吸着性が良いなどの特徴を備えている。
また、ZrO 2のマルテンサイト変態は相変態強靭化、マイクロクラック強靭化、分散強靭化などの強靭化効果を発揮でき、多孔質セラミックスの強靭性と強度を大幅に高めることができる。

触媒分野への応用
ジルコニアは独特の酸化物であり、酸性中心と塩基性中心だけでなく、酸化性と還元性を有し、触媒活性成分との強い相互作用が生じやすい。多孔質ZrO 2セラミックスは、優れた触媒及び触媒担体として使用することができる。全安定化ジルコニアが高い酸素イオン伝導率を有する特性を利用して、ZrO 2多孔質セラミックスが酸素センサや固体燃料電池誘電体などの機能材料分野で広く応用されていることを実現することができる。

保温断熱分野への応用
ZrO 2多孔質セラミックスはセラミックス材料と細孔構造の利点を結合し、保温断熱の面で広く応用されている。例えば、スペースシャトルやタービン翼、ジェットエンジンなどの工学構造材料は、劣悪な環境下で特殊な材料によって保護される必要がある。これらの保護層材料は、被保護材料を腐食、摩耗、浸食から保護するだけでなく、断熱の役割を果たす必要があります。ジルコニア系材料を多孔質セラミックスにすると、熱伝導率がさらに低下し、密度が低下する。同時に、多孔質セラミックス中の孔構造は、熱膨張不整合による応力を緩和することもできる。

フィルタリングへの適用
ジルコニアセラミックフィルターの最高使用温度は1760℃で、各種鋳鋼品と大型鋳鉄品、高温母材及び航空鋳物、磁性材料、銅マグネシウム合金の連続鋳造と非鉄金属合金の低圧鋳造分野のろ過に広く用いられている。

構造セラミックス分野への応用
ジルコニアセラミックスは機械的性能がよく、エンジニアリング構造材料としての応用が非常に広い。
①セラミックベアリング
ジルコニア全セラミック軸受は耐摩耗、耐腐食、耐高温、耐高冷、無油自己潤滑、耐磁性電気絶縁などの特徴があり、極度に劣悪な環境と特殊な状況に使用できる。
②セラミックバルブ
金属材料自体の制限により、金属の腐食破壊はバルブの耐摩耗性の作用期限、信頼性、使用寿命にかなりの影響を与える。ジルコニアセラミックバルブは優れた耐摩耗性、防食性、高温耐性、熱衝撃耐性を有し、伝統的な金属合金バルブの代わりに有効であり、特に劣悪な作業環境の中で、効果的に摩耗を低減し、耐食性を高め、それによって寿命を大幅に向上させることができる。
③研磨材
ジルコニアは高い硬度と耐摩耗性を持っているので、ジルコニアは研磨媒体と研磨具の分野で広く応用されている。ボールミルやボールミルの内部ライニング、耐摩耗性部品、糸引き型など。
ジルコニア砥粒は硬度が大きく、摩耗率が小さく、使用寿命が長く、研磨原料の汚染を大幅に減少でき、製品の品質をよく保証することができ、同時にジルコニア材料の密度が大きく、研磨媒体として使用する時の衝突エネルギーが強く、研磨分散効率を大幅に高めることができる。その良好な化学安定性はその耐食性を決定し、酸性とアルカリ性媒体に使用することができる。

機能セラミックス分野への応用
①セラミックカッター
ジルコニアセラミックカッターは高強度、耐摩耗、さびない、酸化しない、耐酸アルカリ、静電気防止、食品と反応しない特徴があり、同時に刀体の光沢は玉のようで、理想的なハイテク緑色カッターであり、主にジルコニアセラミックナイフ、はさみ、かみそり、メスなどがある。
②高温発熱素子
ジルコニアは常温で絶縁材料であり、比抵抗は1015Ω・cmに達し、温度を600℃に上昇すると導電性があり、1000℃以上では良導体であり、1800℃の高温発熱素子とすることができ、最高動作温度は2400℃に達することができ、現在2000℃以上の酸素化雰囲気下の発熱素子及びその設備に成功している。
③バイオセラミック材料
ジルコニアセラミック材料の生物医学分野における最も一般的な応用は歯科修復材料としてである。ジルコニア材質を利用して作られた焼き磁器歯は透明度がよく、光沢度がきわめてよく、品質が優れており、ジルコニア材質の強靭性はまた普通の焼き磁器歯が崩れやすい欠点を補い、生物適合性がよく、口腔粘膜組織を刺激せず、清潔でありやすく、現在国内外で最も良質な焼き磁器歯であり、焼き磁器歯家族の中の貴族と言える。また、ジルコニア材料は人工骨、人工関節などを製造して医療目的に用いることもできる。
④コーティング材
高性能Y 2 O 3などの安定剤が安定しているジルコニア熱障害セラミックコーティング材料は、主に高性能タービン航空エンジンに応用されている。熱バリアコーティングはセラミックスの断熱性と耐腐食性の特徴を利用して金属材料を保護し、油料の燃焼効率を高めることができるだけでなく、エンジンの寿命を大幅に延長することができる。航空、宇宙、海面船舶、大型火力発電、自動車動力などの面で重要な応用価値がある。
⑤通信材料
現在、セラミックプラグとスリーブは光ファイバコネクタに広く使用されており、強靭化ジルコニアセラミックは優れた力学性能、耐食性及び高絶縁性能を有しており、この分野に適任することができる。高強度、高靭性セラミックスから作られたセラミックスカラーは高精度の要求を満たすことができるだけでなく、使用寿命が長く、挿入損失と戻り損失は極めて低い。
⑥酸素センサ
ジルコニアの主成分で形成された圧電材料は、広く応用されている。ジルコニアを用いた酸素センサは感度が高く、溶融鋼水の酸素含有量の検出、エンジン中の酸素とガスの割合の検出、産業排ガス中の酸素含有量の検出などに大量に使用されている。ジルコニアセラミック材料は、温度、音、圧力、加速度センサなどのインテリジェントな自動検出システムを作ることもできる。
⑦宝石材料
ジルコニア宝石材料には、天然立方ジルコニアと人工合成立方ジルコニアの2種類がある。人工合成立方ジルコニアは光学性能が良好で、軽量、耐摩耗、耐敏感で、着心地が良く、安価で美しいダイヤモンドの代替品である。現在は比較的スタイリッシュなジュエリー素材の1つで、各ジュエリーブランドから愛用されています。

ジルコニアセラミックスのインテリジェントウェア分野における優位性
現在、スマートウェアラブルデバイスは主に運動量の記録、心拍数測定などの運動及び健康分野に応用されており、人工知能技術の発展に伴い、スマートウェアラブルデバイスはますますスマート化され、私たちの生活に欠かせない用品となるだろう。
既存のスマートウェアラブルデバイスの筐体には金属やプラスチックが多用されている。金属は放熱効果がより良いが、これも両刃の剣である。金属の熱伝導性は設備を火傷し、手触りに影響を与える可能性があるため、また金属は通常陽極酸化と多色塗装処理を使用し、物理的な衝突が発生すると、塗装や酸化が非常に容易になり、光沢を減少させ、美観に影響を与える。プラスチックの質感はよくなく、金属やガラスによるプレミアム感に比べて、相対的に暗く、メーカーが柄や皮革などの異なるデザイン要素を次々と投入しても、手触りについては依然として見劣りしており、放熱効果は一般的で、熱が適時に散逸できない可能性があり、設備の運転効果に影響を与える可能性がある。
スマートウェアの材料として、セラミックスの利点は次のとおりです。
①高硬度、耐摩耗性
ジルコニアセラミックスは硬度から見ると、ジルコニアセラミックスのモース硬度は8.5前後で、サファイア9のモース硬度に非常に近く、日常的に使用されている金属、ガラスよりも硬度が高く、擦り傷や擦り傷が発生しにくく、射出成形、陽極、PVDに比べて脱着、退色、摩耗などの不快な問題を克服し、比較的優位性がある。
②肌への親和性、アレルギーなし
鋼時計にはニッケルなどが含まれており、汗中の化学成分（塩イオン）が表皮上のこれらの金属元素をより活発に（イオン化）させることで皮膚異常を引き起こす。陶磁器の材質は金属イオンの析出がなく、しかも熱伝導率が低いため、装着時にアレルギーを招きにくく、金属、プラスチックに比べて肌になじみ、人体との適合性がよく、細菌を発生しにくい。
③放熱性、均熱性が良い
放熱性が良く、均熱性も良く、設備の熱伝導問題を効果的に解決し、最適な放熱方案解決材料である。
④玉の質感、温かみのある色合い
陶磁器は玉の色と質感を備えており、希土類元素を添加することで、人工的に色を調整し、色が変わりやすく、美しく上品で、製品のグレードと消費者の魅力を高めることができる。ジルコニアは研磨後に玉のような質感があり、宝石に次ぐハイエンドな外観装飾材料であり、視覚的な美しさがある。
⑤信号を遮らない
誘電率はサファイアの3倍であり、信号はより感度が高く、電気的に絶縁されており、無線充電を実現でき、信号遮蔽がなく、スマートデバイスの位置決め、電話、支払い、地下鉄の時計信号機能をサポートする。
⑥量産に適しており、コストが低い
ナノ粉体の国産化のカギとなる技術はすでに突破され、セラミックスの量産を満たしており、量産成形方法は乾圧、注射、流延、ゲル注型など多種あり、生産コストは比較的に低い。