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氧化鋯陶瓷的材料和用途

日期: 2021-12-07
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 ? ?本篇文章說一說氧化鋯陶瓷的材料和用途

? ? ? 陶瓷成型是陶瓷制備工藝中重要的一環,成型工藝在整個陶瓷材料的制備過程中起著承上啟下的作用,是保證陶瓷材料及部件的性能可靠性及生產可重復性的關鍵。


  隨著社會的發展,傳統陶瓷的手工捏塑法、輪制成型法、注漿法等已經無法滿足現代社會的產量化、精細化需求,于是新的成型工藝誕生了。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  氧化鋯系陶瓷材料作為先進陶瓷中最重要的一類材料,是一種現代高新技術產業發展非常重要的基礎材料。隨時手機5G時代的到來,氧化鋯陶瓷因其手感溫潤如玉、抗刮耐磨、幾乎無信號屏蔽、散熱性能優良等特性,被應用在手機蓋板、指紋模組等結構件,已成為產業的熱點,讓更多人關注到這種陶瓷材料。


  一、氧化鋯在結構陶瓷領域的應用

  1975年澳大利亞R.G.Garvie以氧化鈣為穩定劑制得部分穩定氧化鋯,并首次提高了氧化鋯的韌性和強度,極大地擴展了其在結構陶瓷領域的應用。


  1.氧化鋯陶瓷軸承

  氧化鋯全陶瓷軸承具耐磨、耐腐蝕、耐高溫、耐高寒、無油自潤滑、抗磁電絕緣等特點,可用于極度惡劣的環境及特殊工況。

  目前氧化鋯陶瓷軸承已被微型冷卻風扇所采用,其產品壽命及噪音穩定性均優于傳統的滾珠及滑動軸承系統,富士康公司率先在電腦散熱風扇上采用了氧化鋯陶瓷軸承。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  2.氧化鋯陶瓷閥門

  目前,我國各個行業中普遍使用的閥門是金屬材料,由于受金屬材料自身的限制,金屬的腐蝕破壞對閥門耐磨性的作用期限、可靠性、使用壽命具有相當大的影響。


  對于閥門而言,其管道工作氣候條件的復雜;石油、天然氣和油層水等介質中硫化氫、二氧化碳和某些有機酸的出現,使其表面的破壞力增大,從而迅速失去工作能力。

  氧化鋯陶瓷閥門優良的耐磨性、防腐性、抗高溫、抗熱震性,能夠勝任這一領域。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  3.氧化鋯研磨球

  氧化鋯磨球硬度大、磨損率小、使用壽命長,可大幅減少研磨原料的污染,能夠很好地保證產品質量,同時氧化鋯材料密度大,用做研磨介質時撞擊能量強,可大大提高研磨分散效率。

  良好的化學穩定性決定了其耐腐蝕性,可以在酸性和堿性介質中使用。由中國建材科學研究院研發的氧化鋯陶瓷磨球,磨損率僅為0.04/24h,在球磨、振動磨、攪拌磨等磨機中被廣泛采用當作研磨介質。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  二、典型應用(領域)

  氧化鋯陶瓷在現代工業和生活中得到廣泛應用。下面我們來簡單介紹下它的主要應用。

  1.手機等3C電子領域

  氧化鋯陶瓷的無信號屏蔽、耐摔耐磨耐折,同時外觀溫潤如玉,手感好,廣泛引用于手機等3C電子領域。主要用作手機背板及其他手機結構件。

氧化鋯陶瓷的材料和用途

  2.智能穿戴領域  

  氧化鋯陶瓷與金屬相比,具有更好的耐磨性,且表面光潔,質感好,不氧化。瑞士著名“雷達”牌、蘋果、香奈兒等知名品牌都有推出高端的陶瓷手表。



氧化鋯陶瓷的材料和用途

  3.光通訊領域  

  目前光纖連接器接插件廣泛使用陶瓷插芯和套筒。高強度和高韌性的陶瓷制備的陶瓷插芯,不但可達到高精度要求,而且使用壽命長,插入損耗和回波損耗非常低。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  4.生物醫用領域  

  氧化鋯陶瓷材料由于高強度、高韌性、耐腐蝕、耐磨損和良好的生物相容性,在生物醫學領域內最常見的應用是作為齒科修復材料和手術刀具。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  5.汽車領域  

  氧化鋯陶瓷的熱傳導系數小,而熱膨脹系數又比較大,所以用它做成發動機燃燒室的零部件有很好的隔熱性,同時在熱膨脹性上又與金屬材料較接近。

? ? ? ?可用作缸蓋底板、氣缸內襯、活塞頂、氣門座圈等。但是由于發動機工作條件苛刻,陶瓷部件在高溫下強度變化較大,所以距離商業性應用還有一段距離。


  6.珠寶領域  

  高精密陶瓷與貴金屬合金粉末混合燒制,并經過數道精密嚴格的工序和多次機器打磨拋光而最終融入珠寶設計中。這種陶瓷不僅輕盈耐磨,還具有抗敏感的特性,佩戴舒適。是當下最時髦的珠寶材質之一,而備受各大珠寶品牌的青睞。

  很多奢侈品牌如寶格麗經典系列B.Zero1和Save The Children系列、Chanel Ultra系列、卡地亞等珠寶中都應用了陶瓷材質。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  7.日常生活領域 

  陶瓷是中國幾千年文化的傳承,除了上述應用以外,陶瓷還在我們日常生活中無處不在。陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、抗氧化、高強度、耐磨損,且天然抗菌等特性,可用作瓷碗勺、花瓶、陶瓷刀等。


  8.其它領域 

  氧化鋯陶瓷力學性能較好,且耐磨、抗腐蝕,可以用作陶瓷軸承,也可制成陶瓷刀具。同時氧化鋯陶瓷為弱酸性氧化物,能抵抗算下或中性熔渣侵蝕(但會被堿性爐渣侵蝕),可制成耐火坩堝,用于冶金。

? ? ? ?而高強度、高韌性、抗腐蝕等特點也讓氧化鋯陶瓷在石油、化工、機械、航空等領域有一定應用。


氧化鋯陶瓷的材料和用途


  五、粉體主要生產企業

  目前市場上的氧化鋯陶瓷粉體主要依靠進口,國外著名的粉體生產企業主要是圣戈班、日本東曹、丸和、三星等。但是近幾年國內粉體企業也相繼崛起,三環、國瓷、東方鋯業等國內企業粉體市場占額逐年提高,其中國瓷和東方鋯業也不斷有擴產氧化鋯陶瓷產業的消息傳出。

? ? ? 這些粉體供應商的主要客戶方面,三環的粉體主要是自己公司使用,圣戈班的粉體主要用于蘋果手表,而山東國瓷和日本東曹的粉體則是藍思用的較多。


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