Warum Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid in Ihrer Hochleistungsindustrie führend ist

Yttriumstabilisiertes Zirkonoxid (YSZ) hebt sich von anderen keramischen Stabilisatoren ab, insbesondere wenn Ihre Anwendung Materialien erfordert, die unter Druck nicht versagen. Leistung, Haltbarkeit und Konsistenz sind in industriellen Umgebungen entscheidend, und YSZ bietet die ausgewogenen Eigenschaften, die Ihre Branche erfordert. Ob Brennstoffzellen oder Dentalgeräte – Yttrium-Zirkonium ist das kostengünstige Hochleistungsmaterial, das Ihr Projekt benötigt, um Zuverlässigkeit und ROI zu steigern.

Was ist Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid?

• Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid ist ein keramisches Material mit der kubischen Struktur von Zirkoniumdioxid (ZrO2), bei Raumtemperatur stabil gemacht durch Zugabe Yttriumoxid (Y2O3).

• Zirkoniumdioxid durchläuft eine Phasenumwandlung von monoklin zu tetragonal und schließlich zu kubisch. Diese Veränderungen vergrößern das Volumen des Zirkoniumdioxids und führen zu Rissen oder Brüchen im Keramikmaterial. Yttriumoxid stabilisiert die Hochtemperatur-Kristallphasen des Zirkoniumdioxids und verhindert so die Umwandlung des Materials von tetragonal oder kubisch zu monoklin. Dadurch wird die Struktur des Materials stabiler und widerstandsfähiger gegen Belastungen.

Phasendiagramm von Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid

• Die monokline, tetragonale oder kubische Zusammensetzung von Zirkonoxid beeinflusst die Leistung Ihres Materials. Der Yttriumoxid-Gehalt in mol% bestimmt, welche Kristallphasen dominieren und wie stabil Ihr Material ist. <3 mol% Y2O3 ist primär tetragonal und somit teilweise stabilisiert. ~3 mol% Y2O3 (3YSZ) ist gehärtet mit erhaltener tetragonaler Phase. Und ~8 mol% Y2O3 (8YSZ) hat eine vollständig kubische Struktur.

Warum ist Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid für Ihre Industrieanwendung wichtig?

Yttriumoxid kann Zirkonoxid in der von Ihrer Branche benötigten Phase fixieren und ist daher für Anwendungen mit hohen Temperaturen und hoher Belastung wichtig. Yttriumstabilisiertes Zirkonoxid bietet die mechanische Integrität, Korrosionsbeständigkeit und elektrische Funktionalität, die Ihre Branche erfordert.

Nach der Umstellung auf Yttrium-Zirkonia wurde die Lebensdauer unserer Brennstoffzelle durch 45% verlängert. Die Delaminationsprobleme, die wir bei Calciumoxid hatten, sind verschwunden.“

— Jackt V., Leiter bei R&D Energy Solutions Ltd.

Eigenschaften von Zirkoniumoxid-Yttriumoxid, die Ihrem industriellen Einsatz zugute kommen

Mechanische Belastbarkeit, auf die sich Ihre Branche verlassen kann

• Yttriumstabilisiertes Zirkonoxid behält mechanische Eigenschaften wie hohe Zähigkeit und Härte, Verschleißfestigkeit und Härte. Diese Eigenschaften machen es zuverlässig für Ihre Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt, der Tragwerks-, Automobil- und Werkzeugindustrie.

Vorteile der Yttriumstabilisierung für thermische Eigenschaften für Ihren Prozess

• Yttriumzirkonoxid bietet thermische Eigenschaften wie Wärmeschockbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit und niedrige Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaften machen YSZ ideal für Ihre Anwendungen in Motoren, Wärmedämmschichten und der Ofenindustrie.

Ionische Leitfähigkeit von Yttrium-Zirkonia

• Yttriumstabilisiertes Zirkoniumdioxid hat eine hohe Ionenleitfähigkeit, wodurch es Sauerstoffionen effizient transportiert. Dies macht YSZ ideal für Industrieprozesse, die bei erhöhten Temperaturen arbeiten, wie z. B. Festoxidbrennstoffzellen.

Vorteile der chemischen Eigenschaften für Ihre Anwendung

• Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid ist korrosionsbeständig, chemisch stabil und hoch biokompatibel. YSZ zeichnet sich durch eine höhere Lebensdauer, minimale Ionenfreisetzung und Zuverlässigkeit aus und eignet sich daher ideal für Anwendungen wie Zahnimplantate.

Kostengünstiger, weithin verfügbar und vielseitig für Ihre industriellen Anwendungen

Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid ist aufgrund seiner optimierten Produktion und der hohen Nachfrage in der Industrie weltweit weit verbreitet. Berücksichtigt man seine Haltbarkeit, mechanische Stabilität und Leitfähigkeit, bietet YSZ ein ausgewogenes Preis-Leistungs-Verhältnis.

„Wir sind von Aluminiumoxid-Einsätzen auf Yttrium-Zirkonoxid umgestiegen und haben die Lebensdauer um 42,51 TP3T erhöht. Das ist zwar zunächst teurer, hat sich aber durch die späteren Einsparungen amortisiert.“
— Xhang M., Wartungsleiter, Appex Mining 

Anwendungen von Yttrium-stabilisiertem Zirkonoxid in verschiedenen Branchen

In Ihrer Branche für Wärmedämmbeschichtungen

• Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid besitzt eine geringe Wärmeleitfähigkeit und schützt so kritische Motorkomponenten bei hoher Beanspruchung, selbst bei extremen Temperaturen und Korrosion. 8YSZ wird daher als Wärmedämmschicht auf Ihren Turbinenschaufeln und Auspuffteilen.

In Ihren Festoxidbrennstoffzellen (SOFCs)

• Zirkoniumoxid-Yttriumoxid besitzt eine hohe Leitfähigkeit für Sauerstoffionen und thermische Stabilität, die die erforderliche Eigenschaft eines Festelektrolyten ist. 8 mol% Yttriumoxid behält die kubische Phase von Zirkoniumoxid bei, die eine hohe Konzentration an Sauerstoffionenleerstellen erzeugt, wodurch 8YSZ häufig als Elektrolyt in Ihrem Festoxidbrennstoffzellen.

In Ihrer Branche für Zahnimplantate und Kronen

• 3YSZ bietet mechanische Eigenschaften wie hohe Festigkeit und Biokompatibilität. Es zeichnet sich außerdem durch Verschleißfestigkeit, Ästhetik und hohe Korrosionsbeständigkeit aus – alles wichtige Eigenschaften für Ihre Biokeramik. Diese Eigenschaften machen Yttrium-Zirkonoxid ideal für Anwendungen in der Kronen-, Brücken- und Abutmentindustrie.

In Ihrer Schleif- und Schneidwerkzeugindustrie

• Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid hat eine hohe Härte und Verschleißfestigkeit und ist daher auch in rauen Umgebungen langlebig. Dies macht YSZ ideal für Ihre Schleifmittel wie Schleifmittel, Oberflächenpolieren und Schneidanwendungen.

Wie Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid im Vergleich zu anderen Stabilisatoren abschneidet

Wie Sie Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid auswählen und wo Sie es kaufen können

• Berücksichtigen Sie bei der Auswahl des YSZ den Yttriumoxidgehalt. Kaufen Sie 3YSZ, wenn Ihre Branche mechanische Eigenschaften benötigt, oder 8YSZ, wenn Ionenleitung erforderlich ist. Berücksichtigen Sie außerdem die Korngröße für Festigkeits- und Leitfähigkeitsunterschiede je nach Anwendungsanforderungen sowie die Form des Bauteils.

• Achten Sie beim Kauf auf einen zuverlässigen Lieferanten, wie zum Beispiel Wunderschöne Keramik Gruppe, die technischen Support, Flexibilität und Konsistenz bietet.

„Nachdem wir Pilotmuster angefordert hatten, entschieden wir uns für die Gorgeous Group als unseren YSZ-Lieferanten. Die Beschichtungsqualität entsprach den Anforderungen unseres Produkts.“

— Yu T.., Einkaufsleiter, Jetthermal Industries

Fazit und Ihr Takeaway

Yttrium-stabilisiertes Zirkonoxid bietet die hohe Leistung, die Ihre Anwendung benötigt. Ob Ihre Branche Wärmedämmung, Leitfähigkeit, Härte oder Zähigkeit erfordert – YSZ bietet eine Zuverlässigkeit unter Belastung, die andere Stabilisatoren nicht erreichen. Fordern Sie noch heute eine Probecharge von einem vertrauenswürdigen YSZ-Lieferanten an, testen Sie die Eigenschaften Ihrer Anwendung und steigern Sie die Leistung und den ROI Ihres Produkts.

FAQs

Warum ist Yttriumoxid ein besserer Stabilisator für Zirkonoxid als für die anderen Materialien?

Yttriumoxid zeichnet sich durch die Ausgewogenheit von Phasenstabilität, Ionenleitfähigkeit und geringer Wärmeleitfähigkeit aus.

Wie hoch ist die Dichte und Wärmeleitfähigkeit von mit Yttrium stabilisiertem Zirkoniumdioxid?

Die Dichte von YSZ beträgt 6,0–6,1 g/cm3 und die Wärmeleitfähigkeit beträgt ~2 W/mK für 8YSZ.

Welche Formen von stabilisiertem Zirkonoxid gibt es?

Zu den Formen stabilisierten Zirkoniumdioxids gehören 3YSZ und 8YSZ. Es gibt auch Varianten mit Kalziumoxid, Magnesiumoxid oder Ceroxid.