Ceramazirc Zirkonium bevordert de keramische industrie voor meerdere toepassingen

Stel je een materiaal voor dat de sterkte van staal combineert met de corrosiebestendigheid van keramiek, terwijl het een uitzonderlijke breuktaaiheid behoudt. Deze opmerkelijke combinatie daagt de conventionele kennis van technische materialen uit. CeramaZirc™ zirconia keramiek vertegenwoordigt deze baanbrekende vooruitgang en speelt een cruciale rol in talrijke industriële toepassingen.

Zirconiumdioxide (ZrO₂) keramiek, vaak "keramisch staal" genoemd, combineert op unieke wijze hoge hardheid, slijtvastheid en corrosiebestendigheid. Het meest opmerkelijke is dat het een van de hoogste breuktaaiheidswaarden heeft van alle keramische materialen. De markt biedt verschillende zirconia-kwaliteiten aan, waarbij yttria-gestabiliseerd zirconia (Y-PSZ) en magnesia-gestabiliseerd zirconia (Mg-PSZ) het meest voorkomen. Beide vertonen uitstekende eigenschappen, hoewel specifieke toepassingen een zorgvuldige selectie van de kwaliteit vereisen op basis van de operationele omstandigheden en de ontwerpvereisten. De hoge thermische uitzetting en uitzonderlijke scheurweerstand van zirconia maken het ideaal voor verbindingen met metalen zoals staal.

• Hoge temperatuurbestendigheid: Bestand tegen temperaturen tot 1000°C, waarbij sommige kwaliteiten 1500°C bereiken
• Lage thermische geleidbaarheid: Minimaliseert warmteoverdracht, waardoor de energie-efficiëntie wordt verbeterd
• Chemische inertheid: Behoudt de stabiliteit in verschillende chemische omgevingen
• Bestand tegen corrosie door gesmolten metaal: Presteert uitzonderlijk, zelfs bij hoge temperaturen van gesmolten metaal
• Uitstekende slijtvastheid: Verlengt de levensduur van componenten en vermindert onderhoudskosten
• Uitzonderlijke breuktaaiheid: Weerstaat scheurvoortplanting, waardoor de betrouwbaarheid en veiligheid worden verbeterd
• Superieure hardheid: Voorkomt krassen en slijtage en behoudt de maatnauwkeurigheid

CeramaZirc™ zirconia vervult cruciale functies in meerdere industrieën, waaronder:

• Hogedrukapparatuur: Produceert kogelkranen en zittingen die een betrouwbare afdichting onder extreme druk garanderen
• Hogedichtheid slijpmedia: Vergemakkelijkt het precisieslijpen van verschillende materialen
• Metaalvorming: Produceert rollen en geleiders die de vormprecisie verbeteren
• Draaddoorsnede: Minimaliseert wrijving en slijtage tijdens draadverwerking
• Metaalextrusiematrijzen: Maakt een efficiënte productie van metalen profielen mogelijk
• Diepwaterkleppen: Zorgt voor een betrouwbare werking in zware omgevingen
• Poederverdichtingsmatrijzen: Verbetert de productdichtheid en -sterkte
• Pompaafdichtingen en lagers: Verbetert de efficiëntie en levensduur van pompen
• Componenten voor ovens bij hoge temperaturen: Behoudt de stabiliteit bij extreme hitte

CeramaZirc™ zirconia maakt gebruik van verschillende fabricageprocessen, die elk materialen produceren met iets andere eigenschappen die zijn afgestemd op specifieke toepassingen. De belangrijkste kwaliteiten zijn:

• CeramaZirc™ Ultra Tough zirconia
• CeramaZirc™ Ultra Tough HIP zirconia
• CeramaZirc™ 3YZ zirconia
• CeramaZirc™ Nano HIP zirconia

Deze geavanceerde zirconia keramische composiet combineert gedeeltelijk gestabiliseerd zirconia met een verbeterde kristalstructuur. Het bereikt een optimale balans tussen buigsterkte, hardheid en breuktaaiheid, en blinkt vooral uit in toepassingen waarbij mechanische impact, trillingen of schokken een rol spelen.

• Maximale bedrijfstemperatuur: 1500°C
• Volledig dichte sintering creëert een poriënvrije structuur
• Uitzonderlijke breuktaaiheid en slagvastheid
• Unieke microstructuur maakt scheurafbuiging mogelijk
• Verbeterde weerstand tegen hydrothermale veroudering door ceria-stabilisatie

• Hogedruk kogelkranen en zittingen
• Ultra-hogedruk pompcomponenten
• Stroomregelapparaten voor hogedruk homogenisatoren
• Diepwaterkleppen en zittingen
• Metaalvormrollen en -geleiders

Deze nieuwste, taaiste composiet combineert gedeeltelijk gestabiliseerd zirconia met een verbeterde kristalstructuur, verdicht door heet isostatisch persen (HIP) voor superieure sterkte en betrouwbaarheid.

• HIP-verwerking elimineert interne porositeit
• Optimale balans van mechanische eigenschappen
• Uitzonderlijke breuktaaiheid en slagvastheid
• Mechanisme voor scheurafbuiging
• Verbeterde weerstand tegen hydrothermale veroudering

Zeer zuiver 3 mol% yttria-gestabiliseerd zirconia (3YSZ) heeft een verfijnde korrelstructuur die zorgt voor superieure mechanische prestaties. Een uniforme korrelgrootteverdeling zorgt voor betere isotrope eigenschappen.

Zeer zuiver 3 mol% yttria-gestabiliseerd zirconia (3YSZ) met ultrafijne korrelstructuur levert uitzonderlijke prestaties. HIP-verdichting bereikt de volledige theoretische dichtheid voor uitstekende betrouwbaarheid.

Zirconia kan worden bewerkt in groene, bisque- of volledig dichte toestand. Hoewel het in de voorgebakken toestand relatief gemakkelijk te vormen is, veroorzaakt het sinterproces bij hoge temperaturen dat nodig is voor volledige verdichting een krimp van ongeveer 20%. Hierdoor is het onmogelijk om nauwe toleranties te handhaven bij het bewerken in de voorgebakken toestand.

Het bereiken van precieze toleranties vereist diamantgereedschapsbewerking/slijpen van volledig gesinterd materiaal. Dit proces maakt gebruik van precisiegereedschap met diamantcoating om materiaal in de gewenste vormen te slijten, hoewel de inherente taaiheid van zirconia dit tijdrovend en kostbaar maakt.

Hoewel Y-PSZ uitblinkt in veeleisende mechanische toepassingen, is het mogelijk niet geschikt voor gebruik bij zeer hoge temperaturen vanwege het glijden van de korrelgrenzen. Langdurige blootstelling aan hoge temperaturen kan een transformatie veroorzaken van de sterke tetragonale naar de zwakkere monocline fase. Evenzo kunnen warme, vochtige omgevingen de prestaties verminderen door hydrothermale veroudering. Daarom presteert YSZ het best in droge omstandigheden bij gematigde temperaturen.

M-PSZ biedt een betere temperatuur- en vochtbestendigheid zonder faseverandering, waardoor de sterkte behouden blijft waar de prestaties van YSZ zouden afnemen.

Hoewel zirconia de hoogste breuktaaiheid heeft van alle oxidekeramiek, biedt alumina kosteneffectieve oplossingen met uitstekende hardheid en thermische stabiliteit. Zirconia-versterkte alumina (ZTA)-composieten combineren de voordelige eigenschappen van beide materialen, waarbij de hardheid van alumina behouden blijft en de verbeterde taaiheid en sterkte van zirconia worden verkregen.