Bruchzähigkeit von Zirkonoxid: Vergleich von Zirkonoxid mit anderen Keramikmaterialien

• Sie sind sich nicht sicher, welches Keramikmaterial Sie wählen sollen? Achten Sie darauf, dass die gewählte Keramik ausreichend bruchfest ist, um Rissen und Druck standzuhalten. Zirkonoxid weist eine extrem hohe Zähigkeit auf und ist daher die erste Wahl.

• Dieser Leitfaden zeigt Ihnen, warum Zirkonoxid eine hervorragende Wahl ist und wie es im Vergleich zu anderen Hochleistungskeramiken abschneidet.

Was verstehen Sie unter der Bruchzähigkeit von Zirkonoxid?

• Die Bruchzähigkeit ist eine mechanische Eigenschaft, die beschreibt, wie gut ein Material in der Lage ist, die Vergrößerung eines Risses zu kontrollieren. Wenn Zirkonoxid beispielsweise mechanischer Belastung ausgesetzt wird, hält seine hohe Bruchzähigkeit dem Druck stand.

• Um die Bruchzähigkeit eines Materials zu berechnen, wenden Sie die Formel „KIC=Yσ√a“ an. Der Spannungsintensitätsfaktor (KIC) stellt die Bruchzähigkeit dar. Y steht für den Geometriefaktor, σ für die angewandte Spannung (MPa) und „a“ für die Zahnstangenlänge in Metern. Je höher der Spannungsintensitätswert, desto fester das Material.

• Zirkonoxid ist mechanisch so stark, weil es eine Transformationshärtung erfährt. Diese tritt auf, wenn Spannung um einen Riss herum angelegt wird und eine Phasenumwandlung auslöst. Durch die Transformation verändern sich die Zirkonoxidpartikel von einer tetragonalen in eine monokline Phase. Dadurch absorbiert das Material Energie, vergrößert sein Volumen und kann die Ausbreitung von Rissen verhindern.

Einzigartige Eigenschaften von Zirkonia

• Phasenumwandlung: Zirkonoxid ist unter allen Hochleistungskeramiken die einzige, die eine Phasenumwandlung durchläuft. Man kann sich diesen Prozess als „Selbstheilung“ vorstellen, bei der Zirkonoxidzellen stark genug werden, um einem Bruch zu widerstehen.

• Vorbildliche Festigkeit und hohe Zähigkeit: Die überragende Zähigkeit, die beste Eigenschaft von Zirkonia, wird durch Bedingungen wie Raumtemperatur nicht beeinträchtigt.

• Zirkonia ist sehr schwer, daher nutzt es sich nicht so leicht ab oder reißt.

• Hohe thermische Stabilität und geringe Wärmeleitfähigkeit: Daher ist Zirkonoxid ein guter Wärmeleiter, der hohen Temperaturen standhält.

Wie Zirkonoxid im Vergleich zu anderen Hochleistungskeramiken abschneidet

• Aluminiumoxid, Siliziumnitrid und Siliziumkarbid sowie andere Hochleistungskeramiken bieten Ihnen Härte und Verschleißfestigkeit. Darüber hinaus bietet Zirkonoxid überlegene BruchzähigkeitDie folgende Abbildung zeigt Ihnen einen umfassenden Vergleich der Topkeramiken.

• Wenn Sie ein Material suchen, das riss- und bruchfest ist, wählen Sie Zirkonoxid. Ist dies nicht Ihre Option, entscheiden Sie sich für Siliziumnitrid, da es ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Zähigkeit und Festigkeit bietet.

Anwendungen von Zirkonoxidkeramik in der Industrie

Medizinbranche

• Zirkonoxid ist sehr robust und langlebig und eignet sich daher ideal für Zahnimplantate und Prothesen. Das Material ähnelt Ihren natürlichen Zähnen und ist langlebig. Darüber hinaus ist Zirkonoxid biokompatibel, sodass Ihre Zähne dem Material nicht widerstehen können.

Industrielle Schneidwerkzeuge

• Wenn Sie scharfe Bearbeitungswerkzeuge verwenden, ist Zirkonoxid die ideale Keramik. Es verleiht ihnen Langlebigkeit und die Fähigkeit, lange scharf zu bleiben. Darüber hinaus erhöht Zirkonoxid die Präzision und ermöglicht so hochwertige Arbeit in Ihrer Branche.

Luft- und Raumfahrtindustrie

• Zirkonoxidkeramik wird in der Aeroskopindustrie zur Herstellung von Wärmedämmschichten für Düsentriebwerke eingesetzt. Die gute Wärmeleitfähigkeit von Zirkonoxid verhindert, dass die Triebwerke Ihres Flugzeugs selbst bei extremen Temperaturen reißen. Diese Eigenschaft sorgt zudem für Treibstoffeffizienz und trägt zu einer hohen Leistung Ihres Flugzeugs bei.

Elektronikindustrie

• Zirkonoxid wird in der Elektronikindustrie als idealer Bestandteil von Festoxidbrennstoffzellen eingesetzt. Aufgrund seiner isolierenden und thermischen Widerstandseigenschaften wird Zirkonoxid auch in Isolatoren und Substraten verwendet. Zirkonoxid kann außerdem elektrische Energie speichern und eignet sich daher ideal für Keramikkondensatoren, Sensoren und Hochleistungsgeräte.

 Labortiegel

• Zirkonoxid ist im Allgemeinen chemisch inert und hochtemperaturbeständig, was es ideal für die Herstellung von Labortiegeln macht.

Schmuck und Uhrenkomponenten

• Aufgrund seiner Härte und Kratzfestigkeit eignet sich Zirkonoxid ideal für die Herstellung von Uhrenkomponenten.

Faktoren, die Sie bei der Auswahl von Zirkonoxidkeramik berücksichtigen sollten

• Wenn Sie Zirkonoxidkeramik kaufen möchten, sollten Sie die Unterschiede kennen. Beachten Sie die folgenden Tipps, um die richtige Zirkonoxidkeramik auszuwählen.

Um welche Note handelt es sich?

• Einige Zirkonoxidkeramiken zeichnen sich durch eine hohe Bruchzähigkeit aus, andere hingegen bieten einen guten Verschleißschutz. Wählen Sie daher unbedingt die Zirkonoxidkeramik, die Ihren Anforderungen am besten entspricht.

Wie rein ist es?

• Reinheit ist ein Schlüsselfaktor bei Zirkonoxidkeramik. Ein hoher Reinheitsgrad macht Ihr Material haltbarer und noch widerstandsfähiger. Ein guter Reinheitsgrad liegt bei 95%. Ein niedriger Reinheitsgrad hingegen bedeutet, dass das Material möglicherweise Verunreinigungen enthält, die das Material schwächen.

Wurde seine Zähigkeit während der Herstellung beeinträchtigt?

• Verschiedene Herstellungsverfahren beeinflussen die Zähigkeit von Zirkonoxid durch die Steuerung der Mikrostruktur. Die Mikrostruktur wird durch Faktoren wie Sintertemperatur, Druck und Phasenzusammensetzung beeinflusst. All diese Faktoren beeinflussen den Grad der Transformationshärtung und die Haltbarkeit. Um das Beste aus Zirkonoxid herauszuholen, sollten Sie ein Material wählen, dessen Zähigkeit sich im Laufe der Zeit nicht verändert.

So wählen Sie den richtigen Keramiklieferanten

Bezugsquellen für keramische Materialien

• Sie können Keramik bei Online-Anbietern und Marktplätzen über Online-Plattformen kaufen. Sie können auch maßgeschneiderte Materialien direkt beim Hersteller erwerben. Einige lokale Anbieter verkaufen Keramikmaterialien, was den Einkauf für Sie bequemer macht.

Faktoren, die vor der Kaufentscheidung zu berücksichtigen sind

• Zertifizierung: 

Prüfen Sie, ob der Lieferant zertifiziert ist, um sicherzustellen, dass er Wert auf Sicherheit und Leistung legt. Dies gibt Ihnen zusätzlich die Sicherheit, dass er die höchsten Qualitätsstandards einhält.

• Sachverstand: Wählen Sie einen Lieferanten, der sich mit Zirkonoxidkeramik bestens auskennt, um sicherzustellen, dass Ihre Anforderungen erfüllt werden.

• Innovation und Anpassung: Wählen Sie einen Lieferanten, der sich der Keramikinnovation verschrieben hat. Das bedeutet, dass er seine Materialien kontinuierlich weiterentwickeln und so die Leistung verbessern kann. Darüber hinaus hilft die individuelle Anpassung der Materialien, Ihre spezifischen Anforderungen und Bedürfnisse zu erfüllen.

• Produktvielfalt: Ein guter Lieferant sollte Ihnen eine Palette an Hochleistungskeramiken anbieten, die Ihren Anforderungen entsprechen. Von Zirkonoxid über Aluminiumoxid bis hin zu Nitrid.

• Ihr Budget: Vergleichen Sie die Preise verschiedener Anbieter, bevor Sie eine Entscheidung treffen. Beachten Sie jedoch, dass billig nicht immer das Beste ist. Stellen Sie sicher, dass Ihr Lieferant ein ausgewogenes Preis-Leistungs-Verhältnis bietet.

• Ruf und Zuverlässigkeit in der Branche: Lesen Sie Bewertungen früherer Kunden, um die Zuverlässigkeit des Anbieters einzuschätzen. Prüfen Sie außerdem, wie erfahren der Anbieter ist, da Erfahrung und Fachwissen eng miteinander verbunden sind.

Abschließende Tipps und Gedanken

• Wenn Ihre Priorität auf Robustheit liegt, ist Zirkonoxid die beste Wahl.

• Achten Sie darauf, Zirkonoxid entsprechend Ihrem Anwendungszweck auszuwählen, beispielsweise für medizinische Zwecke.

• Prüfen Sie die Bruchzähigkeit, bevor Sie sich für den Kauf eines Keramikmaterials entscheiden.

• Stellen Sie schließlich sicher, dass Sie bei einem transparenten, zuverlässigen und erfahrenen Lieferanten kaufen.

Abschluss

• Hochleistungskeramik gilt als robust, langlebig und rissbeständig. Zirkonoxid zeichnet sich durch extrem hohe Zähigkeit und Selbstheilung aus. Berücksichtigen Sie vor dem Kauf Faktoren wie die Zähigkeitsbeständigkeit, um eine dauerhafte Leistung zu gewährleisten!