تخيل مادة يمكنها تحمل درجات الحرارة القاسية مع مقاومة التآكل والكسر، والحفاظ على أداء ممتاز في البيئات القاسية.هذا يختصر الخصائص الرائعة لسيراميك الزركونياثاني أكسيد الزركونيوم (ZrO2) ، كمادة سيراميكية متقدمة أصبحت مهمة بشكل متزايد في مجال الطيران والفضاء والأجهزة الطبية وصناعات السيارات وما وراءهابفضل خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة.
يظهر الزركونيا أحادي البلور شفافية بصرية ممتازة ومقاومة استثنائية للصدمات الحرارية، ولكن صلابة الكسر المنخفضة نسبيا وقوة تحد من تطبيقاتها.السيراميك الزركونيا مشهورة بمتانتها المتميزة ومقاومة الكسور، وخاصة في درجة حرارة الغرفة. حجم حباتها الدقيقة (تحت الميكرون) يسمح بإنهاء السطح الممتاز والحفاظ على الحواف الحادة.
في حين أن السيراميك الزركونية تحافظ على مقاومة التآكل عند درجات الحرارة العالية ، فإن التغييرات الهيكلية قد تحد من درجة حرارة استخدامها إلى حوالي 500 درجة مئوية.موصلاتهم الكهربائية تزداد تدريجيا مع ارتفاع درجات الحرارة.
لتعزيز خصائص الزركونيا ، وخاصة صلابتها ، يتم إضافة المثبتين مثل أكسيد المغنيسيوم (MgO) أو أكسيد الكالسيوم (CaO) أو اليتريا (Y2O3).هذه المثبتات تسهل عملية "تصلب التحول"بعد التخمير الأولي، يشكّل الزركونيا المستقرة بنية بلورية مكعبة جزئياً تبقى مستقرة أثناء التبريد. عندما تنتشر الشقوق،تتراغونال بلورات تخضع لتحويل المرحلة الناجم عن الضغط، مما يسبب توسع الحجم الذي يمتص طاقة كبيرة ويحسن بقوة المادة بشكل كبير.
ومع ذلك ، يمكن أن تسبب درجات الحرارة العالية إعادة التبلور بشكل كبير في السيراميك الزركونية ، مما يقلل من القوة ويسبب توسعًا بعديًا بنسبة 3-7 ٪. من خلال التحكم في محتوى المثبت ، يمكن أن يتم تحديد حجم السيراميك.يمكن تعديل نسبة بلورات التتراگونال لتحقيق التوازن بين الصلابة ضد فقدان القوة.
عادةً ما يحتوي على حوالي 10٪ من أكسيد المغنيسيوم ويبدو ملونًا كريمًا ، يقدم PSZ صلابة عالية تستمر في درجات حرارة مرتفعة. مقارنةً بالزيركونيا المستقرة بالكامل ، يحتوي PSZ على صلابة عالية.الـ PSZ لديها حجم حبوب أكبر وتكلفة أقلخاصيته المميزة هي نسبة من المرحلة التتراگونال التي تتحول تحت الضغط،الـ PSZ لديه قوة منخفضة نسبياً ويميل إلى نمو الحبوب عند درجات الحرارة العاليةمما يقلل من الأداء
يحتوي على حوالي 3٪ يتريا مع أصغر حجم الحبوب ، TZP يحتوي على بنية بلورية رباعية تقريبا 100٪ ، مما يوفر أعلى صلابة في درجة حرارة الغرفة.التغيرات الكريستالية لا رجعة فيها تسبب اختلافات في الأبعاد التي تقلل بشكل كبير من صلابةفي حين أن حبوب TZP الدقيقة ومحتوى المرحلة التتراگونال العالي يوفر قوة وقوة استثنائية ، فإن المادة حساسة لدرجة الحرارة ،عرضة لتحويل المرحلة من التيتراگونال إلى المونوكلينيك عند درجات الحرارة العالية.
كمواد هندسية عالية الأداء، يقدم زيركونيا السيراميك إمكانات هائلة عبر الصناعات.تعديلات وتطبيقات تمكن من اختيار المواد المثلى واستخدامهامع التقدم التكنولوجي المستمر ، فإن السيراميك الزركونية على وشك أن تلعب دورًا كبيرًا بشكل متزايد في الحلول الهندسية المتقدمة.
