안정화 지르코니아에 대해 알아야 할 모든 것

이산화지르코늄은 세라믹 강으로 흔히 알려져 있습니다. 다양한 용도로 사용되는 견고한 기술 세라믹입니다. 지르코니아(ZrO₂)는 내마모성이 우수하며, 열 안정성도 우수합니다. 그러나 지르코니아 세라믹은 열 부하에 따른 거동 변화를 최소화하기 위해 안정화 처리되는 경우가 많습니다.

지르코늄은 무엇인가요? 지르코니아는 지르코늄과 어떻게 다른가요?

안정화된 지르코니아에 대해 더 자세히 알아보기 전에, 지르코니아, 지르코늄, 지르콘, 그리고 지르코니아 세라믹이 무엇인지 아는 것이 중요합니다. 다음 단락에서 이에 대해 더 자세히 살펴보겠습니다.

무엇인가요 지르코늄?

지르코늄은 주로 지르콘에서 생성되는 은회색 금속입니다. 지각에서 지르콘의 규산염 형태로 풍부하게 발견되거나, 바들레이사이트의 경우 매우 적게 발견됩니다. Zr 녹는점 1855도C이고 Zr 밀도는 6.51g/cm3이며 원자번호 약 40명 정도. 지르코늄 금속 자연적으로 발견되는 금속 중 20번째로 풍부합니다.

지르코니아, ZrO2란 무엇인가요?

반면에, 지르코니아 세라믹 오늘날 가장 많이 연구되는 세라믹 소재 중 하나입니다. 종종 광석에서 자연적으로 얻어집니다.  배들레이 사람. 합성 지르코니아 소재 지르콘(지르코늄 규산염)을 매우 높은 온도에서 녹여서 제조할 수도 있습니다. 이산화지르코늄, ZrO2 일반적으로 실온에서 단사정계 구조를 유지합니다.

ZrO2의 특성

ZrO2 세라믹의 특성을 아는 것은 세라믹 사용 맥락을 이해하는 데 매우 중요합니다. ZrO2의 특성을 살펴보겠습니다.

일반 속성

기타 속성

안정화 지르코니아란 무엇인가요?

글쎄요, 알아보기 전에 안정화된 지르코니아다양한 열 부하에서 지르코니아의 거동을 이해하는 것이 중요합니다. 이를 통해 지르코니아 세라믹의 안정화가 어떻게 발전해 왔는지 이해할 수 있습니다. 간단히 말해, 세라믹의 안정화는 구조적 무결성을 유지하는 것입니다.

언급된 바와 같이 지르코니아(ZrO2) 다양한 온도 부하에서 상전이를 겪습니다. 예를 들어, 1173°C에서 2370°C로 온도가 변하면 지르코니아(ZrO2) 단사정계 구조에서 사면체 구조로 변형됩니다. 또한 온도가 2690도에 도달하면 지르코니아(ZrO2) 입방체가 됩니다. 나중에 온도가 상승하면 ZrO2가 녹습니다.

일반적으로 상전이는 또한 다음과 같은 부피 변화를 나타냅니다. 지르코니아 세라믹 균열과 변형이 발생할 수 있습니다. 안정화는 세라믹 구조에서 발생하는 이러한 불리한 변화를 막아줍니다. 따라서 지르코니아는 종종 안정화됩니다.

안정화 지르코니아의 종류

그래서 우리는 안정화가 왜 필요한지 이해했습니다. 지르코니아 세라믹이제 다양한 유형을 확인해 보겠습니다. 안정화 지르코니아 상세히.

이트리아 안정화 지르코니아(Y2O3.ZrO2)

이트륨 안정화 지르코니아 입방 지르코니아에 산화 이트륨(Y2O3)을 첨가하여 실온에서 안정화시킴으로써 형성됩니다. 안정화는 결정 격자에서 Zr4+가 더 큰 이트륨 이온(Y3+)으로 치환되는 것을 시작합니다. 지르코늄을 안정화하기 전에 이산화물은 단사정계, 입방정계, 정방정계를 갖게 됩니다. 그러나 안정화되면 이트륨 지르코니아(YSZ) 입방 구조만 있을 겁니다.

이트륨 안정화 지르코니아 특성

• 이트리아 안정화 지르코니아 밀도 약 6g/cc입니다. YSZ의 적당한 밀도는 재료의 일부인 곳에 과도한 무게가 발생하지 않도록 합니다.
• 이트리아 안정화 지르코니아 열전도도 20도C의 온도에서 2.9W/mK의 값을 갖습니다.
• 이트륨 지르코니아는 약 85의 록웰 경도를 제공하는데, 이는 세라믹의 가장 우수한 기계적 특성에 기인합니다.

이트리아(Y2O3) 안정화(ZrO2) 지르코니아의 장점

의 장점 이트륨 지르코니아 아래에 나열되어 있습니다:

• 이트리아 안정화 지르코니아 YSZ 극한의 강도를 제공하다
• 세라믹 YZS는 고온 저항성이 뛰어나 내화재로 사용되거나 열 차단 코팅으로 사용되는 경우가 많습니다.
• 그들은 본질적으로 부식에 강합니다
• YSZ는 녹이 슬지 않으므로 산화 가능성이 있는 곳에 사용할 수 있습니다.

이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)의 응용 분야

치과

이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 매우 단단하고 생체적합성이 뛰어나며 화학적으로 불활성입니다. 이트리아 안정화 지르코니아 치과 크라운, 브릿지, 임플란트 등이 있습니다. 우리 모두 알다시피 우리 입 안은 습한 환경입니다. 이트륨 지르코니아 부식되지 않습니다. 더 나은 치과 재료로 기능합니다.

내화 및 열 코팅

내열성 이트리아 안정화 지르코니아 이상적인 내화재가 됩니다. YSZ 또한 뜨거운 물체를 단열하는 단열재로도 사용되고, 엔진 표면의 코팅재로도 사용됩니다.

연료 전지

이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 고체 연료 전지의 전해질 역할을 합니다. YSZ를 기능성 전해질로 사용할 때, 산소 이온의 선택적 전도도는 간과됩니다. 작동 온도는 일반적으로 800~1000°C입니다.

다른 용도

이트륨 세라믹의 다른 용도는 내구성 덕분에 시멘트 제조에 사용되는 구성 요소입니다. 경도가 높아 시멘트 제조에 이상적인 소재입니다.  분쇄 공 .

마그네시아 안정화 지르코니아(MSZ)

MSZ와 비교 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ) 열전도도가 낮고 습한 환경에서 안정성이 더 높습니다. 내마모성이 뛰어나고 매우 견고하며 화학적으로 불활성입니다. 구조적으로 마그네시아 안정화 지르코니아 입방형 입자를 갖는 정방정계 침전물이 있습니다.

마그네슘 안정화 지르코니아의 특성

• 작동 온도 마그네시아 안정화 지르코니아 220도 이상입니다
• MSZ의 주요 특징은 높은 열 안정성, 낮은 열전도도 및 내마모성입니다.
• MSZ는 산과 염기에 강합니다.

MSZ의 주요 응용 분야

• 마그네시아 안정화 지르코니아 구조용 또는 기술용 세라믹을 제조하는 데 사용됩니다.
• 이들은 정밀 밸브 부품, 펌프 슬리브 및 피스톤에 이상적인 소재로 사용됩니다.
• 마그네시아 안정화 지르코니아 고체산화물 연료성분 제조에 사용됨
• MSZ는 튜브 성형 응용 분야에 사용됩니다.

칼시아 안정화 지르코니아(CSZ)

칼시아 안정화 지르코니아(CSZ) 이름에서 알 수 있듯이 안정제는 산화칼슘입니다. 칼시아 안정화 지르코니아(CSZ) 융점은 2700°C이고 밀도는 5.6g/cm³입니다. 높은 열 안정성과 뛰어난 충격 저항성으로 잘 알려져 있습니다. 칼시아 안정화 지르코니아(CSZ) 내마모성을 보장하는 코팅, 내화재 및 열 차단재 역할을 합니다.

세리아 안정화 지르코니아(CSZ)

세리아 안정화 지르코니아(CSZ) 지르코니아의 결정 격자를 안정화하기 위해 세리아를 사용합니다. 내화학성이 뛰어나고 고온 응용 분야에 주로 사용됩니다. 세리아를 첨가하면 산소의 전도도가 향상되므로 연료 전지의 고체 전해질로 사용됩니다. 세리아 안정화 지르코니아(CSZ) 산소 센서로도 기능합니다.

세리아 안정화 지르코니아 밀도는 6.6 g/cm³이며 순도는 약 99 %입니다. CSZ는 페인트 및 관련 산업에서 높은 안정성의 분쇄재로 사용됩니다. 또한 자동차 산업의 배기 시스템에서 촉매로 사용됩니다.

알루미나 안정화 지르코니아(ASZ)

ASZ는 ZrO2 결정 격자에 고품질 알루미나를 결합하여 만들어집니다. 알루미나 함량은 생산 등급에 따라 10%에서 50%까지 다양합니다. 알루미나 안정화 지르코니아는 높은 파괴인성과 뛰어난 강도를 제공합니다. ASZ는 자동차, 항공우주, 의료 산업에 사용됩니다.

ASZ는 절삭 공구 제조에도 사용됩니다. 고성능 세라믹 소재가 필요한 분야에 사용됩니다. 알루미나 안정화 처리로 가혹한 조건에서도 뛰어난 성능을 발휘합니다. ASZ의 밀도는 약 3.7~3.8g/cc입니다.

안정화된 지르코니아 비교

그래서 우리는 왜 그런지에 대한 간략한 생각을 가지고 있었습니다. 안정화 지르코니아 그리고 주요 유형은 무엇인가요? 지르코니아의 다양한 유형을 간략하게 비교한 표입니다.

부분 안정화 지르코니아와 완전 안정화 지르코니아

부분 안정화 지르코니아(PSZ) 여러 종류가 있습니다. 마그네슘 안정화, 칼시아 안정화, 이트리아 안정화가 있습니다. 마그네시아가 포함된 지르코니아는 약 10 % MgO를 함유합니다. 마그네시아 기반 부분적으로 안정화된 지르코니아는 매우 튼튼하고 고온에서도 작동합니다.

이트리아 안정화 지르코니아 4% - 10 %의 이트륨은 일반적으로 다음과 같이 언급됩니다. 부분 안정화 지르코니아. 8%의 이트륨과 8-9% Y2O3가 ZrO2로 도핑된 것을 다음과 같이 명명합니다. 완전 안정화 지르코니아극한의 인성이 요구되는 응용 분야에서 엔지니어는 종종 완전 안정화된 PSZ를 사용합니다.

결론

소재 기술의 발전은 모든 용도에 가장 적합한 소재를 항상 보장합니다. 원하는 용도에 맞는 차세대 세라믹을 선택할 때 가장 중요한 것은 기능성입니다. 안정성은 원하는 온도에서 안정적인 성능을 보장합니다. 적응성 측면에서도 마찬가지입니다. 안정화된 지르코니아 기존 방식보다 성능이 뛰어납니다.