Ketahanan Aus Keramik Zirkonia Vs Alumina

Perkenalan

Insinyur saat ini beralih ke keramik Zirconia dan Alumina untuk aplikasi yang menuntut ketahanan aus yang tinggi. Mengapa? Karena keduanya merupakan bahan abrasif yang sangat baik dalam industri keramik tingkat lanjut. Menariknya, keduanya memiliki sifat yang serupa, sehingga sulit bagi insinyur, produsen, dan beberapa ahli ortopedi untuk memilih yang lebih baik di antara keduanya. Anda mungkin sekarang bertanya-tanya - jadi, keramik apa yang paling tahan aus? Artikel hari ini akan menjawab pertanyaan populer ini dan juga menunjukkan kepada Anda beberapa sifat utama yang membuat Zirconia dan Alumina sangat baik dalam menahan keausan. Anda akan mempelajari tentang standar kinerja keduanya dan mengetahui perbedaannya. Mari kita bahas lebih lanjut!

Ketahanan Aus Keramik Zirkonia dan Alumina

Keausan yang disebabkan oleh gesekan telah membuat banyak perusahaan dan industri saat ini mencari bahan keramik teknis dengan kemampuan yang kuat untuk menahan atau mengurangi dampak gesekan, keausan, dan sobekan. Keramik Zirkonia dan Alumina adalah bahan yang sangat kuat yang dapat menahan pekerjaan berat. Ketahanan Zirkonia terhadap keausan sangat kuat sehingga dapat secara efektif mempertahankan standar masa pakai dan kinerja peralatan Anda. Bayangkan saja bahan keramik yang tidak terlalu besar, tetapi tidak mudah pecah. Bahan ini sangat kuat sehingga bahkan dalam suhu yang sangat tinggi mencapai 2.100°C, Anda masih harus melalui proses yang ketat untuk memecahkannya. Anda akan setuju bahwa komponen mesin industri yang bekerja tanpa lelah selama berjam-jam dalam kondisi panas berisiko mengalami keausan karena gesekan yang konstan. Jadi, bahan apa lagi yang akan Anda pertimbangkan untuk melapisi atau memproduksi beberapa komponen mesin ini jika bukan Zirkonia?

Alumina adalah material lain yang sangat keras, memiliki sifat yang mirip dengan Zirconia. Alumina merupakan salah satu dari sedikit keramik canggih yang dapat bersaing ketat dengan zirconia di pasaran. Bahkan, keramik ini memiliki peringkat cemerlang 9 pada skala kekerasan Mohs, dan ketahanan ausnya juga mengesankan. Ini berarti, seperti zirconia, Anda juga dapat menggunakannya untuk membuat komponen mesin yang kuat. Namun, keramik Alumina cenderung menghantarkan panas dan listrik sedikit lebih baik daripada zirconia; keduanya tetap memiliki ketahanan yang luar biasa terhadap keausan. Jadi, sebagai ahli bedah ortopedi, dokter gigi yang menangani enamel dan gigi di rumah sakit, insinyur atau produsen yang ingin memproduksi mesin berat, suku cadang kendaraan, peralatan listrik dan industri, material mana yang akan menjadi pilihan terbaik Anda? Pilihan yang sulit, bukan? Jangan khawatir, kami akan membahas perbedaannya dengan kasus-kasus yang disinggung di bagian selanjutnya.

Keramik Zirkonia vs Keramik Aluminium Oksida

Keramik Zirkonia (ZrO2)

Zirconia adalah material keramik kristal yang sangat kuat yang juga disebut Zirconia Oxide (ZrO2). Zirconia terbentuk sebagai oksida Zirkonium dan terdapat secara alami dalam bentuk yang disebut Orang Baddeley dan memiliki tampilan warna putih gading atau kekuningan. Produk zirkonia sangat luar biasa dan dianggap sebagai bahan abrasif terbaik di pasar keramik karena kekuatan dan stabilitasnya yang tinggi, ketahanan yang kuat terhadap suhu yang sangat tinggi, retakan, tekanan mekanis, dan bahan kimia korosif. Kepadatannya yang luar biasa tinggi dan ketahanan ausnya dapat membantu Anda mencapai hasil maksimal bahkan dalam kondisi yang tidak menguntungkan. Keramik zirkonia dalam berbagai bentuk dan ukurannya merupakan komponen ideal untuk aplikasi tahan api, bantalan, suku cadang mesin berat, elektronik, mobil, dan kedirgantaraan.

Zat ini berubah menjadi berbagai bentuk saat bersentuhan dengan suhu tinggi, oleh karena itu digunakan zat penstabil seperti Yttria dan Ceria. Hal ini menjawab ketersediaan berbagai jenis mutu seperti Zirconia Toughened Alumina (ZTA), Magnesia stabilized Zirconia, Yttria stabilized Zirconia, dan Ceria stabilized Zirconia. Entah bagaimana, telah ditemukan bahwa Zirconia sangat biokompatibel, dan karena tidak mudah rusak dan tidak akan bereaksi negatif dengan bahan kimia dalam tubuh, ahli bedah dan ahli bedah ortopedi sekarang memanfaatkannya dalam kasus yang berhubungan dengan tulang dan gigi.

Zirkonia kini telah menjadi produk komersial dengan permintaan tinggi meskipun sangat mahal, sulit ditemukan, dan diproduksi, mencatat penjualan global lebih dari $900 juta, terutama karena kemampuannya yang sangat baik untuk menahan keausan. Pembuat pasar kini memproyeksikan Tingkat Pertumbuhan Tahunan Gabungan (CAGR) sebesar 6%. Dapat dikatakan bahwa Anda dapat memproduksi keramik Zirkonia menggunakan beberapa metode, seperti kalsinasi termal, klorinasi, karbida, menggunakan natrium hidroksida (NaOH) atau natrium bikarbonat (NaCO3) untuk menguraikan bentuk yang terjadi secara alami di bawah suhu tinggi sekitar 2.800°C. Jika Anda belum terbuka untuk produksi, Anda dapat membeli keramik zirkonia dari kami di Keramik GGS. Kami telah menjadi pemasok terpercaya untuk beberapa produk zirkonia terbaik yang dapat Anda temukan di luar sana.

Sifat-sifat Keramik Zirkonia

Nah, berikut ini beberapa sifat Zirconia (ZrO2) yang membuatnya sangat menarik dan tahan lama:

• Ia memiliki peringkat ketangguhan patah padat sebesar 10 MPa·√m.

• Kekerasan Vickersnya adalah 1.220 dan 8,5 pada skala Kekerasan Mohs.

• Pada suhu 20°C, kekuatan lenturnya antara 180 MPa dan 1000 MPa.

• Memiliki modulus elastisitas sekitar 250 GPA.

• Titik lelehnya berkisar antara 1.170°C hingga 2.700°C.

• Ia memiliki kekuatan tekan, ketangguhan, dan biokompatibilitas yang sangat tinggi.

• Memiliki kepadatan hingga 6,2G/Cc.

• Ia memiliki kekuatan dielektrik sekitar 300V/mil.

• Ia memiliki resistivitas volume 5 x 10-3 pada suhu mencapai 700°C.

• Pada suhu 20°C, ia memiliki kekuatan tarik luar biasa sebesar 300 MPa.

• Memiliki tingkat penyerapan air nol persen.

• Ini memiliki tingkat ketahanan guncangan yang tinggi dan konduktivitas termal dari 3,5W/mk.

Aplikasi Industri Keramik Zirkonia

Beberapa kasus ideal di mana Anda dapat menggunakan produk keramik Zirkonia ini adalah:

• Bidang medis dalam produksi enamel dan tulang

• Aplikasi teknik mesin yang memiliki tekanan tinggi dan suhu atau lingkungan kerja yang intens

• Produksi bantalan bola dan cincin mesin berat

• Produksi komponen elektronik

• Aplikasi kedirgantaraan

• Produksi toples penggiling, media, atau mortar, khususnya dengan bantuan jenis Zirconia Toughened Alumina.

• Produksi bagian keramik struktural lainnya dalam katup, pompa, dan instrumen analitis

Keramik Alumina (Al2O3)

Keramik alumina, juga dikenal sebagai keramik Aluminium Oksida (Al2O3), dibuat secara industri dari Aluminium dan Oksigen. Ini adalah senyawa kristal berwarna putih atau terkadang merah muda yang secara komersial disebut Korundum, meskipun Anda dapat memproduksinya terutama dari Bauksit, bentuknya yang terjadi secara alami. Seperti Zirkonia, Alumina juga merupakan pilihan keramik teknis yang sangat cemerlang dan tahan aus. Ini adalah alternatif yang lebih murah untuk Zirkonia dengan berbagai sifat kimia dan listrik yang membuatnya berguna bagi banyak industri. Fakta menariknya adalah, sifat-sifat ini dapat ditingkatkan jika Anda menggunakan aditif dalam proses produksi. Beberapa dari berbagai proses produksi meliputi pengecoran selip, pemesinan berlian, pengepresan isostatik, dan pencetakan injeksi.

Keramik alumina sangat baik dalam menahan korosi, keausan, dan kerusakan karena aluminium yang sangat murni digunakan dalam pembuatannya. Artinya, semakin tinggi kandungan alumina murni di dalamnya, semakin baik ketahanan aus dan konduktivitas termalnya. Sementara itu, ada berbagai tingkat keramik alumina; contohnya adalah alumina terhidrasi, alumina kalsinasi, alumina tabular, dll. Semuanya didasarkan pada kandungan aluminium oksida, berbagai komponen, dan aditif yang digunakan oleh produsen.

Keramik alumina kini semakin populer di pasar keramik global karena memiliki beberapa sifat hebat. Beberapa di antaranya adalah:

• Ketahanan patah sebesar 4,5 MPa·√m

• Modulus elastisitas 400 GPa

• Kemampuannya menahan suhu hingga 2.000°C

• Kepadatan 3,965g/cm3

• Kekuatan tekan sangat tinggi sekitar 3.500 MPa

• Kemampuannya menahan serangan asam atau basa kuat, bahkan pada suhu tinggi

• Tinggi Tketahanan terhadap guncangan herbal dan konduktivitas termal

• Peringkat kekerasan 18 GPa

• Kekuatan tarik 200 MPa

• Kekuatan lentur antara 500-600 MPa pada suhu 25°C

• Konduktivitas termal 45W/mK pada suhu 25°C

• Kekuatan dielektrik 16kV/mm pada suhu 25°C

• Resistivitas volume berkisar antara 10¹⁴ dan 10¹⁶.

Aplikasi Industri Keramik Aluminium Oksida

Beberapa cara Anda dapat menerapkan dan berhasil memanfaatkan ketahanan aus keramik alumina adalah:

• Anda dapat memproduksi komponen tahan aus berat seperti katup keran dan suku cadang mesin industri

• Produksi komponen listrik dan isolator tegangan tinggi

• Produksi komponen mesin seperti bantalan bola, tabung laser, rol, cincin segel, poros presisi, dll.

• Anda bisa mendapatkan komponen semikonduktor yang berguna dari keramik alumina

• Ini dapat membantu Anda memproduksi nosel ledakan dan lapisan tungku

• Militer memanfaatkannya untuk memproduksi peluru, rompi antipeluru, pelindung balistik, dan termokopel.

• Industri kedirgantaraan dan otomotif memanfaatkan keramik alumina dalam produksi suku cadang kendaraan dan pesawat ruang angkasa.

Perbandingan Antara Keramik Zirkonia dan Keramik Aluminium Oksida

Dari pembahasan sejauh ini, pertanyaan tentang keramik yang paling tahan aus telah terjawab. Anda telah melihat betapa bagusnya kedua bahan keramik ini secara teknis. Faktanya, Zirconia lebih unggul sebagai keramik yang lebih baik dan lebih tahan aus untuk aplikasi teknis presisi tinggi meskipun biaya pembelian dan produksinya mahal. Sementara Alumina merupakan pilihan yang lebih murah dan lebih umum digunakan untuk aplikasi yang tidak terlalu menuntut. Berikut adalah tabel yang menunjukkan perbedaan yang jelas antara ketahanan aus keramik Zirconia dan Alumina.

Jadi, keramik Zirconia vs Aluminium Oksida, pilihannya terserah Anda. Tergantung pada apa yang Anda inginkan dan hasil yang ingin Anda dapatkan dari aplikasi Anda, baik sebagai dokter, insinyur, atau seseorang yang ingin mendapatkan bahan keramik tahan aus yang bagus.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Mengapa Zirconia Oksida (ZrO2) bukan konduktor termal yang baik? 

Hal ini dikarenakan susunan atom oksigen dan zirkonia pada struktur kristal ZrO2.

Apakah Zirkonia juga bisa disebut Logam?

Tidak, Anda dapat menyebutnya bahan keramik atau oksida logam semikonduktor karena dapat menghantarkan listrik.

Manakah dari kedua bahan keramik ini yang lebih baik untuk implan medis?

Zirkonia cenderung lebih cocok untuk implan medis/bedah karena sifatnya yang kuat, biokompatibilitas yang baik, dan kemampuan menahan tekanan/retak ekstrem.

Kesimpulan

Zirkonia dan Alumina telah membuka jalan bagi produksi peralatan yang dapat menahan segala bentuk keausan. Keandalannya yang tak tertandingi, baik dalam kondisi tekanan tinggi, suhu kerja yang tinggi, atau patah tulang yang tiba-tiba, adalah sesuatu yang dicari oleh hampir setiap produsen dan pengguna di luar sana. Sekarang adalah waktu terbaik bagi Anda untuk berinvestasi dan mendobrak batasan dalam keramik global seperti kedua kelas berat ini. Kabar baiknya adalah, Anda dapat segera menghubungi kami di Keramik GGS untuk produk zirconia, Zirconia Toughened Alumina, dan keramik alumina terbaik. Jangan menunggu! Bergabunglah dengan kereta yang sedang melaju sekarang!