氧化锆陶瓷是一种以氧化锆(ZrO₂)为主要成分的先进陶瓷材料,具有多种优异的性能,在多个领域都有广泛的应用。下面,跟着小编一起简单了解一下氧化锆陶瓷具备以下多种功能:
机械功能:
高硬度与耐磨性:氧化锆陶瓷的硬度非常高,莫氏硬度可达 8.5-9 级,仅次于金刚石。这使其具有出色的耐磨性,能够抵抗摩擦和磨损,可用于制造耐磨零件,如机械密封件、轴承、刀具、研磨介质等。在纺织机械中,氧化锆陶瓷制成的导纱器能够长时间经受纱线的摩擦;在石油开采设备中,氧化锆陶瓷柱塞的耐磨性可提高设备关键部件的使用寿命。
高强度与耐压性:其抗弯强度和抗压强度较高,能够承受较大的应力和压力。适用于制造结构件和机械零部件,如发动机零件中的连杆、轴承缸套、活塞盖等。
良好的韧性:相比其他陶瓷材料,氧化锆陶瓷具有较好的韧性,在一定程度上克服了陶瓷材料通常易脆性断裂的缺点,这使其在承受冲击或振动的工况下仍能保持较好的性能。
热学功能:
耐高温性能:氧化锆陶瓷具有很高的熔点(约 2715℃),并且在高温环境下仍能保持较好的物理和化学稳定性。可作为高温炉具的内衬、耐火材料,如用于制造高温窑炉的炉管、炉膛等部件;在航空航天领域,可用于制造发动机的热障涂层、火箭的耐高温部件等。
低热导率:热导率低,是较好的隔热材料。可用于制造隔热结构件、保温材料,在一些对隔热要求较高的设备或装置中得到应用,如高温管道的隔热层、电子设备的散热结构件等。
热膨胀系数匹配性:热膨胀系数与金属材料较为接近,能够与许多金属材料实现良好的热膨胀匹配。这一特性使得氧化锆陶瓷在与金属部件结合使用时,能够减少因热膨胀差异导致的应力集中和变形,提高部件的可靠性和使用寿命,例如在电子封装领域,可作为金属基板与电子元件之间的连接材料。
化学功能:
良好的化学稳定性:对酸、碱、盐等化学物质具有很强的抗腐蚀性,在常温下对大部分酸、碱、盐类都具有良好的耐蚀性。可用于制造化学反应器、化工管道、制药设备的零部件等,在恶劣的化学环境中能够长期稳定运行。
作为催化剂载体:由于其化学性质稳定且具有一定的孔隙结构,可作为催化剂的载体,为催化剂提供良好的支撑和分散作用,提高催化剂的活性和稳定性,广泛应用于石油化工、环保等领域的催化反应过程。
电学功能:
电绝缘性:常温下为绝缘体,电绝缘性能良好,可用于制造电子设备中的绝缘部件,如陶瓷基板、封装材料、高压绝缘子等,能够保证电子设备的正常运行和安全性。
高温导电性:在高温环境下具有一定的导电性,利用这一特性可用于制造高温发热元件、高温传感器等电子器件。
光学功能:
高折射率:具有较高的折射率,可用于制造光学镜片、光纤连接器等光学元件,能够提高光学系统的性能和精度。
对紫外线、红外线的高反射率:对紫外线、中波和红外线等具有高反射率,可用于制造光学反射镜、隔热涂层等,在光学仪器、太阳能利用等领域具有应用潜力。
生物功能:
生物相容性:与人体组织具有良好的生物相容性,不会引起过敏、排异等不良反应,可用于制造人工关节、牙齿修复材料、骨科植入物等医疗器械,能够为患者提供安全、可靠的治疗方案。