ในการค้นหาวัสดุที่สามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรงได้ โดยยังคงมีความแข็งแรง ทนต่อความร้อน และป้องกันการกัดกร่อนวัสดุที่ทันสมัยนี้กําลังได้รับชื่อเสียงในหลายสาขาอุตสาหกรรม เนื่องจากการรวมคุณสมบัติที่พิเศษ.
ซิรคอนิยาโดดเด่นในหมู่เซรามิกส์อ๊อกไซด์ด้วยความแข็งแกร่งที่พิเศษ แต่ซิรคอนิยาบริสุทธิ์ต้องผ่านการแปลงระยะคริสตัลพร้อมด้วยความแตกต่างของปริมาณที่สําคัญที่ทําให้คุณภาพของวัสดุลดลงเพื่อแก้ไขข้อจํากัดนี้, อาหารเสริมการเสถียรภาพมักจะนําไปใช้ในการสร้างซิกอร์คอนีย์ที่เสถียรเซรากอนีเซรามิกแบ่งออกเป็นซาร์คอนีที่มั่นคงเต็มและซาร์คอนีที่มั่นคงบาง (PSZ).
โดยการเพิ่มสารปรับความมั่นคงที่เพียงพอ (เช่นแคลเซียมออกไซด์, แมกนีเซียมออกไซด์, หรือไอทริยัมออกไซด์) ซิรคอนิยาบํารุงความเป็นเทตราโกนัลหรือคิวบิกคริสตัลเฟสในอุณหภูมิห้องพักการปรับตัวนี้ป้องกันการเปลี่ยนแปลงของปริมาณที่เกิดจากการแปลงระยะ, ปรับปรุงความมั่นคงของวัสดุอย่างสําคัญ
ปริมาณของสารตัวกรองที่ควบคุมได้อย่างแม่นยํา สร้างโครงสร้างเล็ก ๆ ที่มีทั้งระยะ tetragonal ที่มั่นคงและระยะ monoclinic ที่มี metastableองค์ประกอบอันโดดเด่นนี้ทําให้ PSZ มีคุณสมบัติทางเครื่องจักรที่ดีกว่าเมื่อรอยแตกแพร่กระจาย การเปลี่ยนแปลงระยะที่เกิดจากการเครียดสร้างความเครียดในการกดที่จุดปลายแยกที่ยับยั้งการแพร่กระจายต่อ."
การนําเซรามิคซิรคอนิยามาใช้อย่างแพร่หลายมาจาก คุณสมบัติการทํางานที่โดดเด่นของพวกเขา:
เซรามิกซิรโคเนียแสดงความแข็งแรงทางกลสูงสุดในหมู่วัสดุเซรามิกในอุณหภูมิห้องซิรคอนิโอให้ความแข็งแรงสูงขึ้น พร้อมกับความแข็งแรงในการแตกที่เหนือกว่า, ทําให้มันสามารถทนภาระและการกระแทกที่หนักกว่า
ด้วยจุดละลายที่ถึง 2700 °C และอุณหภูมิการใช้งานสูงสุดประมาณ 1200 °C ซิรโคเนียแสดงความทนทานกับอุณหภูมิสูงที่โดดเด่นความทนทานต่อการกระแทกทางความร้อนที่ดีที่สุด (Δ400 °C) ทําให้มันทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่แตกความสามารถในการนําความร้อนที่ต่ําของวัสดุยังทําให้มันเป็นตัวกันความร้อนที่มีประสิทธิภาพ
คออฟชั่นการขยายความร้อนของซิรคอนิยม ตรงกับของเหล็ก facilitating effective integration with metal components in high-temperature applications without stress-related failures—a significant advantage over other ceramics with substantially lower expansion coefficients.
ซิรคอนิอาแสดงความทนทานที่น่าทึ่ง กับสารเคมีส่วนใหญ่แม้ว่าข้อยกเว้นที่สําคัญจะรวมถึงความเปราะบางต่อกรดไฮโดรฟลูอริก และความเปราะบางต่อการกัดรังเล็กน้อยจากฐานที่แข็งแรง (เช่นซาเดียมไฮโดรออกไซด์)อะซิดไนโทริก และอะซิดไฮโดรคลอริก ข้อจํากัดเหล่านี้จําเป็นต้องพิจารณาสิ่งแวดล้อมอย่างรอบคอบในการเลือกวัสดุ
สถานที่ว่างของออกซิเจนของ PSZ ทําให้การนําไอออนออกซิเจนที่ดีในอุณหภูมิที่สูงขึ้น, ทําให้การเคลื่อนไหวของไอออนออกซิเจนผ่านกรอบภายใต้แรงกระหน่ําที่ใช้คุณสมบัตินี้ทําให้ซิรคอนีมีค่าสําหรับการใช้งานเซ็นเซอร์ออกซิเจนในสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ํา การปล่อยออกซิเจนเพิ่มปริมาณซิกอร์โคเนียมโลหะการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางฟิสิกส์ เช่น การต่อต้านไฟฟ้าที่ลดลง.
คุณสมบัติพิเศษของซิรโคเนีย ทําให้สามารถใช้งานในอุตสาหกรรมได้หลากหลาย
การเข้ากันได้ทางชีวภาพและความแข็งแรงทางกลของซิรคอนิยา ทําให้มันเหมาะสมสําหรับข้อเทียม, การปลูกฟัน และการใช้งานทางการแพทย์อื่นๆ ที่ความทนทานระยะยาวเป็นสิ่งจําเป็น
จุดละลายสูงของวัสดุ, ความสามารถในการนําความร้อนต่ํา, และความต้านทานกับการกระแทกความร้อน เหมาะสําหรับผืนเตาอบ, ท่อป้องกันเทอร์โมคอลล์, และการใช้งานอากาศสูงอื่น ๆ.
ความแข็งแกร่ง ความแข็งแรง และความทนทานต่อการสกัด ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการตัดเครื่องมือ โมลด์ หมุน และจานรักษาขอบคมได้นานกว่าตัวแทนแบบปกติ.
โดยใช้ความสามารถในการนํายอนของซิรคอนิยา เซนเซอร์ออกซิเจน ติดตามระดับออกซิเจนในก๊าซออกรถยนต์และการปล่อยของอุตสาหกรรม ทําให้สามารถควบคุมการเผาไหม้ได้อย่างแม่นยํา
อัตราการหักสูงและการกระจายตัวของซิรคอนียาเหลี่ยมสร้างคุณสมบัติทางแสงคล้ายเพชร ทําให้มันเป็นที่นิยมในเครื่องประดับวัสดุนี้ยังแสดงให้เห็นถึงความหวังในเทคโนโลยีพลังงาน เช่น เซลล์เชื้อเพลิงอ๊อกไซด์แข็ง (SOFCs) และเซลล์ไฟฟ้าระบายอุณหภูมิสูง.
ในฐานะวัสดุวิศวกรรมที่มีประสิทธิภาพสูง เซรามิกซิรคอนิโอยังคงขยายบทบาทของมันไปทั่วอุตสาหกรรม การวิจัยในอนาคตจะเน้นใน:
ด้วยความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์วัสดุที่กําลังดําเนินอยู่ เซรามิกซิรคอนี ได้เตรียมพร้อมที่จะตอบโจทย์โจทย์ทางเทคโนโลยีที่ต้องการมากขึ้นในหลายสาขา
