Produtos cerâmicos de zircônia, o futuro é promissor!

Produtos cerâmicos de zircônia, o futuro é promissor!
Materiais cerâmicos de zircônia, como o tipo mais importante de cerâmica avançada, são um material fundamental para o desenvolvimento de indústrias modernas de alta tecnologia.
A partir do início da década de 1950, foram realizadas pesquisas sobre novas cerâmicas compostas principalmente por zircônia e, no final da década de 1970, foram preparadas cerâmicas tetragonais de zircônia com maior resistência e tenacidade entre as cerâmicas estruturais e capacidade de mudança de fase.
A zircônia tem uma ampla gama de aplicações e um amplo mercado, incluindo células de combustível sólido, tratamento de exaustão automotiva, materiais dentários, ferramentas de corte cerâmicas e inserções de fibra óptica cerâmica de zircônia.
À medida que a era 5G dos telefones celulares se aproxima, a cerâmica de zircônia tornou-se mais uma vez um tópico quente na indústria devido à sua textura quente e suave, resistência a riscos, resistência ao desgaste, sem blindagem de sinal e excelente desempenho de dissipação de calor. O rápido aumento da indústria de backboard de celular cerâmico de zircônia atraiu capital para competir ferozmente pelo mercado emergente da indústria no valor de bilhões de yuans.
Cerâmica de zircônia pode ser polida, tem uma aparência bonita e tem um baixo custo, tornando-os excelentes materiais wearable. Nos últimos anos, eles também têm sido amplamente utilizados em desgaste inteligente.
Cerâmica de zircônia tem alta dureza, resistência ao desgaste, boa estabilidade térmica de alta temperatura e desempenho de impacto resistente ao calor. Com o desenvolvimento da cerâmica de zircônia, seus campos de aplicação expandiram-se de materiais refratários no passado para cerâmica estrutural, biocerâmica e cerâmica funcional eletrônica nos campos de hoje. Eles também têm aplicações ativas em campos de alta tecnologia, como aeroespacial e indústria nuclear.

Aplicação no campo da cerâmica porosa
As cerâmicas porosas ZrO2 não só têm as características de alto ponto de fusão, alta dureza, baixa condutividade térmica, boa estabilidade térmica e baixa fluência de alta temperatura, mas também têm as características de baixa densidade, alta resistência, alta porosidade, grande área de superfície específica, forte auto-perturbação a fluidos e boas propriedades de filtração e adsorção de cerâmicas porosas.
Além disso, a transformação martensítica do ZrO2 pode desempenhar um efeito de endurecimento, como endurecimento de transformação de fase, endurecimento de microcracks e endurecimento de dispersão, o que pode melhorar muito a tenacidade e resistência da cerâmica porosa.

Aplicação no domínio da catálise
A zircônia é um óxido único que não só tem centros ácidos e alcalinos, mas também tem propriedades oxidantes e redutoras, e é propensa a fortes interações com componentes ativos do catalisador. Cerâmica porosa ZrO2 pode ser usada como um excelente catalisador e catalisador portador. Utilizando a alta condutividade de íons de oxigênio da zircônia totalmente estável, as cerâmicas porosas ZrO2 podem ser amplamente utilizadas em materiais funcionais, tais como sensores de oxigênio e dielétricos sólidos da célula de combustível.

Aplicação no domínio do isolamento térmico
As cerâmicas porosas ZrO2 combinam as vantagens de materiais cerâmicos e estruturas de poros, e são amplamente utilizadas em isolamento e isolamento térmico. Por exemplo, veículos espaciais e materiais estruturais de engenharia (como pás de turbinas, motores a jato, etc.) exigem materiais especiais para proteção em ambientes agressivos. Estes materiais de camada protetora não só protegem o material protegido da corrosão, desgaste e erosão, mas também servem como isolamento. Fazer cerâmicas porosas a partir de materiais à base de zircônia pode reduzir ainda mais a condutividade térmica e densidade. Enquanto isso, a estrutura dos poros em cerâmicas porosas também pode aliviar o estresse causado pela incompatibilidade da expansão térmica.

Aplicação na filtragem
A temperatura máxima de funcionamento do filtro cerâmico de zircônia é 1760 ℃, e é amplamente utilizada para filtrar vários aço fundido e grandes peças de ferro fundido, ligas parentais de alta temperatura e fundições de aviação, materiais magnéticos, fundição contínua de liga de cobre e magnésio e fundição de baixa pressão de ligas de metal não ferroso.

Aplicação no campo da cerâmica estrutural
As cerâmicas de zircônia têm boas propriedades mecânicas e são amplamente utilizadas como materiais estruturais de engenharia.
① Rolamentos cerâmicos
Zircônia todos os rolamentos cerâmicos têm as características de resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas, alta resistência ao frio, autolubrificante isento de óleo, isolamento anti magnético, etc., e pode ser usado em ambientes extremamente agressivos e condições de trabalho especiais.
② Válvulas cerâmicas
Devido às limitações dos próprios materiais metálicos, a corrosão e danos dos metais têm um impacto significativo na durabilidade, confiabilidade e vida útil da resistência ao desgaste da válvula. As válvulas cerâmicas de zircônia têm excelente resistência ao desgaste, resistência à corrosão, resistência a altas temperaturas e resistência ao choque térmico, que podem efetivamente substituir válvulas tradicionais de liga de metal, especialmente em ambientes de trabalho agressivos, efetivamente reduzir o desgaste, melhorar a resistência à corrosão e melhorar muito a vida útil.
① Materiais de moagem
A zircônia tem alta dureza e resistência ao desgaste, por isso tem uma ampla gama de aplicações nos campos de meios de moagem e ferramentas. Tais como bolas de moinho de bolas, forro interno e componentes resistentes ao desgaste de moinhos de bolas, matrizes de desenho, etc.
As esferas de moagem de zircônia têm alta dureza, baixa taxa de desgaste e longa vida útil, o que pode reduzir muito a poluição de materiais de moagem e garantir a qualidade do produto.Ao mesmo tempo, os materiais de zircônia têm alta densidade e forte energia de impacto quando usados como meios de moagem, o que pode melhorar muito a eficiência de dispersão de moagem. Sua boa estabilidade química determina sua resistência à corrosão e pode ser usada em meios ácidos e alcalinos.

Aplicação no campo da cerâmica funcional
① Ferramentas de corte cerâmicas
As ferramentas de corte cerâmicas de zircônia têm as características de alta resistência, resistência ao desgaste, não ferrugem, não oxidação, resistência ácida e alcalina, antiestática e não reagem com alimentos. Ao mesmo tempo, o corpo da lâmina é tão brilhante quanto jade, tornando-se uma ferramenta de corte verde de alta tecnologia ideal, incluindo principalmente facas de jantar cerâmicas de zircônia, tesouras, lâminas de barbear, facas cirúrgicas, etc.
② Elemento de aquecimento de alta temperatura
A zircônia é um material isolante à temperatura ambiente, com uma resistência específica de até 1015 Ω· cm. Pode conduzir eletricidade quando a temperatura aumenta para 600 ℃, e é um bom condutor acima de 1000 ℃. Pode ser usado como um elemento de aquecimento de alta temperatura a 1800 ℃, com uma temperatura de trabalho máxima de 2400 ℃. Atualmente, tem sido usado com sucesso em elementos de aquecimento e equipamentos em atmosferas oxidantes acima de 2000 ℃.
① Materiais biocerâmicos
A aplicação mais comum de materiais cerâmicos de zircônia no campo biomédico é como materiais restauradores dentários. Os dentes de porcelana feitos de material de zircônia têm boa transparência, excelente brilho e excelente qualidade. A forte resistência do material de zircônia também compensa as deficiências dos dentes de porcelana comuns que são propensos a colapso. Ele tem boa biocompatibilidade, não estimula o tecido mucoso oral, é fácil de limpar e é atualmente os dentes de porcelana da mais alta qualidade em casa e no exterior, e pode ser chamado de um nobre na família dos dentes de porcelana. Além disso, os materiais de zircônia também podem ser usados para fins médicos, como ossos artificiais e articulações.
① Materiais de revestimento
Um material de revestimento cerâmico de barreira térmica de zircônia de alto desempenho estabilizado por estabilizadores como Y2O3, usado principalmente em motores turboaircraft de alto desempenho. Revestimentos de barreira térmica utilizam as características de isolamento e resistência à corrosão da cerâmica para proteger materiais metálicos, o que pode não só melhorar a eficiência de combustão do combustível, mas também estender muito a vida útil dos motores. Tem importante valor de aplicação na aviação, aeroespacial, embarcações marítimas, geração de energia térmica em grande escala e energia automotiva.
⑤ Materiais de comunicação
Atualmente, inserções e mangas cerâmicas são amplamente utilizados em conectores de fibra óptica.Cerâmica de zircônia endurecida tem excelentes propriedades mecânicas, resistência à corrosão, e alto desempenho de isolamento, que pode ser competente neste campo. As virolas cerâmicas feitas de cerâmica de alta resistência e alta tenacidade não só atendem aos requisitos de alta precisão, mas também têm uma longa vida útil e perdas extremamente baixas de inserção e retorno.
⑥ Sensor de oxigénio
O material piezoelétrico composto principalmente de zircônia tem sido amplamente utilizado. O sensor de oxigênio feito de zircônia tem alta sensibilidade e tem sido amplamente utilizado para detectar o teor de oxigênio do aço fundido, a proporção de oxigênio para gás em motores e o teor de oxigênio em gases de escape industriais. Materiais cerâmicos de zircônia também podem ser usados para fazer sistemas de detecção automatizados inteligentes para sensores de temperatura, som, pressão e aceleração.
Φ Materiais de pedra preciosa
Materiais de pedra preciosa de zircônia são divididos em dois tipos: zircônia cúbica natural e zircônia cúbica artificialmente sintetizada. A zircônia cúbica sintética artificial tem excelentes propriedades ópticas, é leve, resistente ao desgaste, anti-sensível, confortável de usar e é um substituto barato e bonito para diamantes. Atualmente é um dos materiais de jóias mais elegantes e é favorecido pelas principais marcas de jóias.

Vantagens da cerâmica de zircônia no campo do desgaste inteligente
Atualmente, dispositivos wearable inteligentes são usados principalmente nos campos de esportes e saúde, como gravação de volume de exercício, detecção de freqüência cardíaca, etc Com o desenvolvimento da tecnologia de inteligência artificial, dispositivos wearable inteligentes estão se tornando cada vez mais inteligentes e se tornarão um item essencial em nossas vidas diárias.
As conchas dos dispositivos vestíveis inteligentes existentes são feitas principalmente de metal ou plástico. Embora o metal tenha melhor efeito de dissipação de calor, também é uma espada de dois gumes porque a condutividade térmica do metal pode tornar o equipamento quente ao toque, afetando a sensação. O metal é geralmente tratado com tinta anodizante e multicolorida. Se houver uma colisão física, é muito fácil para a tinta descascar e oxidar, reduzindo o brilho e afetando a estética; A textura do plástico é pobre, e comparado com a sensação premium gerada pelo metal e vidro, é relativamente maçante. Mesmo se os fabricantes adicionam continuamente diferentes elementos de design, como padrões e imitação de couro, a sensação ainda é relativamente pobre. O efeito de dissipação de calor é médio, e o calor pode não se dissipar no tempo, o que pode afetar o efeito de operação do equipamento.
Como um material vestível inteligente, a cerâmica tem as seguintes vantagens:
① Alta dureza e resistência ao desgaste
Do ponto de vista da dureza, as cerâmicas de zircônia têm uma dureza Mohs de cerca de 8,5, o que é muito próximo da dureza Mohs da safira 9. Eles são mais duros do que metais e vidro comumente usados, e são menos propensos a arranhões ou abrasões. Comparado com o revestimento spray, ânodo e PVD, eles superam problemas desconfortáveis como descamação, desbotamento e desgaste, e têm vantagens comparativas.
② Amigável da pele, não alérgico
Relógios de aço contêm substâncias como níquel, e os componentes químicos no suor (íons sal) tornam esses elementos metálicos na caixa mais ativos (ionizados), o que pode causar anormalidades na pele. Materiais cerâmicos não têm precipitação de íons metálicos, e devido à sua baixa condutividade térmica, eles são menos propensos a causar alergias quando usados. Comparado com metais e plásticos, eles são mais amigáveis à pele, têm boa compatibilidade com o corpo humano, e são menos propensos a produzir bactérias.
① Boa dissipação de calor e uniformidade
Boa dissipação de calor e boa uniformidade de calor efetivamente resolvem problemas de condução de calor do equipamento, tornando-o o melhor material de solução de dissipação de calor.
① Textura de jade e cor quente
As cerâmicas têm a cor e a textura do jade, e podem ser ajustadas artificialmente adicionando elementos de terras raras. As cores são diversas, bonitas e elegantes, o que pode melhorar o grau do produto e o apelo do consumidor. Após o polimento, a zircônia tem uma textura semelhante a jade e é um material decorativo high-end atrás apenas de pedras preciosas, com uma beleza visual.
⑤ Sinal não blindado
A constante dielétrica é três vezes maior que a safira, tornando o sinal mais sensível e eletricamente isolante.Pode conseguir carregamento sem fio sem blindagem de sinal e suporta o posicionamento inteligente do dispositivo, telefone, pagamento e funções de sinal piscando do medidor do metro.
⑥ Adequado para produção em massa com baixo custo
A tecnologia chave da localização do nano pó foi quebrada para encontrar a produção em massa de cerâmica.Os métodos de moldagem da produção em massa incluem prensagem a seco, injeção, fundição de fita, fundição de gel, etc., e o custo de produção é baixo.