一、多孔圆形氧化锆陶瓷是以二氧化锆(ZrO₂)为主体的高性能陶瓷材料,具有多孔结构。根据搜索结果,这种材料具有以下显著特性:
1、高熔点:熔点可达1580°C以上,能够承受高达1500°C的高温环境。
2、高强度与韧性:具有极高的机械强度和韧性,能够承受严峻的机械应力。
3、耐磨性:表面坚硬,不易磨损,适合频繁运行的工业设备。
4、化学稳定性:在酸碱性、有机溶剂等环境中表现稳定,具有良好的耐腐蚀性能。
5、透气性适中:呈现多孔结构,具有一定的通风性和隔热性能。
6、相变增韧:ZrO₂的马氏体相变可起到相变增韧、微裂纹增韧和弥散增韧等增韧效果。
二、制备方法与生产工艺
多孔圆形氧化锆陶瓷的制备方法多样,主要包括以下几类:
1、传统陶瓷成型工艺
注浆成型:通过物理脱水和化学凝聚使陶瓷粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型,适合制备形状复杂的大型陶瓷部件。
热压铸成型:在60~100℃下使陶瓷粉体与粘结剂混合,注入金属模具后保压冷却,脱模得到蜡坯,再经高温烧结成瓷。
流延成型:将陶瓷粉料与有机粘结剂等混合得到粘稠浆料,控制厚度后烘干得到膜坯
2、多孔陶瓷专用工艺
发泡工艺:添加化学物质产生挥发气体,经干燥和烧成制成多孔陶瓷,特别适用于制备闭气孔陶瓷材料。
添加成孔剂工艺:在陶瓷配料中添加造孔剂,烧结后造孔剂离开形成气孔。
有机泡沫浸渍工艺:用有机泡沫浸渍陶瓷浆料,烧掉有机泡沫获得多孔陶瓷。
溶胶-凝胶工艺:利用凝胶化过程中胶体粒子的堆积形成可控多孔结构。
三、应用领域
多孔圆形氧化锆陶瓷因其优异的性能,在多个领域有广泛应用:
1、医疗领域
牙科修复:制作牙冠、牙桥、种植体等,逐渐取代传统的金属烤瓷牙。
人工关节:如髋关节、膝关节置换假体,减少金属材料引发的过敏风险。
手术器械:高精度且耐腐蚀的手术刀、镊子等。
2、电子与半导体工业
氧传感器:利用高温环境下独特的氧离子导电性。
压电材料:制造传感器、执行器等。
集成电路基板:高绝缘性和低介电损耗特性。
3、工业机械与工具
耐磨部件:轴承、阀门、泵体、喷嘴等。
切削工具:硬度高、耐磨损的陶瓷刀具。
热障涂层:航空发动机涡轮叶片表面涂层。
4、其他领域
催化剂载体:在化工反应中负载催化剂。
气体/液体过滤:高温稳定性使其适合过滤应用。
保温隔热:航天飞行器和工程结构材料的保护层。