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氧化锆陶瓷的材料和用途

日期: 2021-12-07
浏览: 645

    本篇文章说一说氧化锆陶瓷的材料和用途

      陶瓷成型是陶瓷制备工艺中重要的一环,成型工艺在整个陶瓷材料的制备过程中起着承上启下的作用,是保证陶瓷材料及部件的性能可靠性及生产可重复性的关键。


  随着社会的发展,传统陶瓷的手工捏塑法、轮制成型法、注浆法等已经无法满足现代社会的产量化、精细化需求,于是新的成型工艺诞生了。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  氧化锆系陶瓷材料作为先进陶瓷中最重要的一类材料,是一种现代高新技术产业发展非常重要的基础材料。随时手机5G时代的到来,氧化锆陶瓷因其手感温润如玉、抗刮耐磨、几乎无信号屏蔽、散热性能优良等特性,被应用在手机盖板、指纹模组等结构件,已成为产业的热点,让更多人关注到这种陶瓷材料。


  一、氧化锆在结构陶瓷领域的应用

  1975年澳大利亚R.G.Garvie以氧化钙为稳定剂制得部分稳定氧化锆,并首次提高了氧化锆的韧性和强度,极大地扩展了其在结构陶瓷领域的应用。


  1.氧化锆陶瓷轴承

  氧化锆全陶瓷轴承具耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐高寒、无油自润滑、抗磁电绝缘等特点,可用于极度恶劣的环境及特殊工况。

  目前氧化锆陶瓷轴承已被微型冷却风扇所采用,其产品寿命及噪音稳定性均优于传统的滚珠及滑动轴承系统,富士康公司率先在电脑散热风扇上采用了氧化锆陶瓷轴承。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  2.氧化锆陶瓷阀门

  目前,我国各个行业中普遍使用的阀门是金属材料,由于受金属材料自身的限制,金属的腐蚀破坏对阀门耐磨性的作用期限、可靠性、使用寿命具有相当大的影响。


  对于阀门而言,其管道工作气候条件的复杂;石油、天然气和油层水等介质中硫化氢、二氧化碳和某些有机酸的出现,使其表面的破坏力增大,从而迅速失去工作能力。

  氧化锆陶瓷阀门优良的耐磨性、防腐性、抗高温、抗热震性,能够胜任这一领域。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  3.氧化锆研磨球

  氧化锆磨球硬度大、磨损率小、使用寿命长,可大幅减少研磨原料的污染,能够很好地保证产品质量,同时氧化锆材料密度大,用做研磨介质时撞击能量强,可大大提高研磨分散效率。

  良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性,可以在酸性和碱性介质中使用。由中国建材科学研究院研发的氧化锆陶瓷磨球,磨损率仅为0.04/24h,在球磨、振动磨、搅拌磨等磨机中被广泛采用当作研磨介质。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  二、典型应用(领域)

  氧化锆陶瓷在现代工业和生活中得到广泛应用。下面我们来简单介绍下它的主要应用。

  1.手机等3C电子领域

  氧化锆陶瓷的无信号屏蔽、耐摔耐磨耐折,同时外观温润如玉,手感好,广泛引用于手机等3C电子领域。主要用作手机背板及其他手机结构件。

氧化锆陶瓷的材料和用途

  2.智能穿戴领域  

  氧化锆陶瓷与金属相比,具有更好的耐磨性,且表面光洁,质感好,不氧化。瑞士著名“雷达”牌、苹果、香奈儿等知名品牌都有推出高端的陶瓷手表。



氧化锆陶瓷的材料和用途

  3.光通讯领域  

  目前光纤连接器接插件广泛使用陶瓷插芯和套筒。高强度和高韧性的陶瓷制备的陶瓷插芯,不但可达到高精度要求,而且使用寿命长,插入损耗和回波损耗非常低。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  4.生物医用领域  

  氧化锆陶瓷材料由于高强度、高韧性、耐腐蚀、耐磨损和良好的生物相容性,在生物医学领域内最常见的应用是作为齿科修复材料和手术刀具。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  5.汽车领域  

  氧化锆陶瓷的热传导系数小,而热膨胀系数又比较大,所以用它做成发动机燃烧室的零部件有很好的隔热性,同时在热膨胀性上又与金属材料较接近。

       可用作缸盖底板、气缸内衬、活塞顶、气门座圈等。但是由于发动机工作条件苛刻,陶瓷部件在高温下强度变化较大,所以距离商业性应用还有一段距离。


  6.珠宝领域  

  高精密陶瓷与贵金属合金粉末混合烧制,并经过数道精密严格的工序和多次机器打磨抛光而最终融入珠宝设计中。这种陶瓷不仅轻盈耐磨,还具有抗敏感的特性,佩戴舒适。是当下最时髦的珠宝材质之一,而备受各大珠宝品牌的青睐。

  很多奢侈品牌如宝格丽经典系列B.Zero1和Save The Children系列、Chanel Ultra系列、卡地亚等珠宝中都应用了陶瓷材质。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  7.日常生活领域 

  陶瓷是中国几千年文化的传承,除了上述应用以外,陶瓷还在我们日常生活中无处不在。陶瓷具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化、高强度、耐磨损,且天然抗菌等特性,可用作瓷碗勺、花瓶、陶瓷刀等。


  8.其它领域 

  氧化锆陶瓷力学性能较好,且耐磨、抗腐蚀,可以用作陶瓷轴承,也可制成陶瓷刀具。同时氧化锆陶瓷为弱酸性氧化物,能抵抗算下或中性熔渣侵蚀(但会被碱性炉渣侵蚀),可制成耐火坩埚,用于冶金。

       而高强度、高韧性、抗腐蚀等特点也让氧化锆陶瓷在石油、化工、机械、航空等领域有一定应用。


氧化锆陶瓷的材料和用途


  五、粉体主要生产企业

  目前市场上的氧化锆陶瓷粉体主要依靠进口,国外著名的粉体生产企业主要是圣戈班、日本东曹、丸和、三星等。但是近几年国内粉体企业也相继崛起,三环、国瓷、东方锆业等国内企业粉体市场占额逐年提高,其中国瓷和东方锆业也不断有扩产氧化锆陶瓷产业的消息传出。

      这些粉体供应商的主要客户方面,三环的粉体主要是自己公司使用,圣戈班的粉体主要用于苹果手表,而山东国瓷和日本东曹的粉体则是蓝思用的较多。


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