ZrO2
材質特性
在常壓下純ZrO2共有三種晶態：單斜(Monoclinic)氧化鋯(m-ZrO2)、四方氧化鋯(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化鋯(c-ZrO2)，通常加入不同類型的穩定劑製成不同類型的氧化鋯陶瓷，如部分穩定氧化鋯(partially stabilized zirconia，PSZ)，當穩定劑為CaO、 MgO、Y2O3時，分別表示為Ca-PSZ、Mg-PSZ、Y-PSZ等。由亞穩的t- ZrO2組成的四方氧化鋯稱之為四方氧化鋯多晶體陶瓷(Square zirconia polycrysta，TZP)。當加入的穩定劑是Y2O3 、CeO2，則分別表示為Y-TZP、Ce-TZP等。
材質應用
在結構陶瓷方面，由於氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強度和高耐磨性，優異的隔熱性能，熱膨脹係數接近於鋼等優點，因此被廣泛應用於結構陶瓷領域。主要有：Y-TZP磨球、分散和研磨介質、噴嘴、球閥球座、氧化鋯模具、微型風扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具、服裝鈕扣、錶殼及錶帶、手鍊及吊墜、滾珠軸承、高爾夫球的輕型擊球棒及其它耐磨零器件等。
在功能陶瓷方面，其優異的耐高温性能作為感應加熱管、耐火材料、發熱元件使用。氧化鋯陶瓷具有敏感的電性能參數，主要應用於氧傳感器、固體氧化物燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC）和高温發熱體等領域。ZrO2具有較高的折射率（N-21^22），在超細的氧化鋯粉末中添加一定的着色元素（V2O5, MoO3, Fe2O3等），可將它製成多彩的半透明多晶ZrO2材料，像天然寶石一樣閃爍着絢麗多彩的光芒，可製成各種裝飾品。另外，氧化鋯在熱障塗層、催化劑載體、醫療、保健、耐火材料、紡織等領域正得到廣泛應用。
材質數據
|
Properties |
Units |
Zirconia(ZrO2) |
|
||||
|
ZrO2_ Al2O3 |
Y2O3-ZrO2 3Y-TZP |
Y2O3-ZrO2 8Y-PSZ |
Mgo-ZrO2 |
||||
|
Mechanical |
Density |
g/cm3 |
4.05 |
>6.0 |
5.7 |
5.6 |
|
|
Color |
— |
White |
Ivory / White |
Ivory |
Yellow/ Ivory |
||
|
Water Absorption |
% |
0 |
0 |
0 |
0 |
||
|
Hardness |
Gpa |
16 |
12.7 |
6.4 |
12 |
||
|
Flexural Strength (20°C) |
Mpa |
400 |
900 |
280 |
650 |
||
|
Compressive Strength (20°C) |
Mpa |
2500 |
2500 |
1780 |
1800 |
||
|
Thermal |
Thermal Conductivity (20°C) |
W/m°k |
20 |
2 |
2.5 |
2 |
|
|
Thermal Shock Resistance (20°C) |
∆T(°C) |
300 |
250 |
500 |
375 |
||
|
Maximum Use Temperature |
°C |
1600 |
1000 |
2400 |
1000 |
||
|
Electrical |
Volume Resistivity (20°C) |
Ω-cm |
1012 |
109 |
108 |
1010 |
|
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