В керамических материалах нет абсолютно хороших или плохих. Эти два материала имеют совершенно разные характеристики, а их стоимость и сценарии применения сильно различаются. Главное — учитывать ваши приоритетные потребности.
Мы можем быстро понять разницу между ними, сравнив их основные свойства:
различия между оксидом алюминия и цирконием!
Выберите материал, который подходит вам лучше всего.
| Основные свойства |
Глинозем (99%)
|
Цирконий (3Y-TZP)
|
| Изображение продукта |
|
|
| изгибная прочность | 300-500МПа | 800-1200МПа |
| Вязкость разрушения | 3–4 МПа·м¹/² | 6–10 МПа·м¹/² |
| Твердость по Виккерсу | 1800-2000ХВ | 1200-1400В |
| Теплопроводность при комнатной температуре | 25-30 W/(m·K) | 2-3 W/(m·K) |
| Стоимость сырья | 1 (тест) | В 5-10 раз больше, чем у глинозема |
| Низкий-риск температурного старения | Нет (без изменения фазы) | Да (может быть смягчено путем модификации) |
| Щелочестойкость | Плохо (легко реагирует с сильными щелочами) | Отличный |
| Полу-проницаемость/декоративные свойства | Плохо (непрозрачность, сухая текстура) | Превосходно (можно добиться полу-проницаемых эффектов теплых тонов) |
Где глинозем превосходит цирконий:
1. Экономически-эффективная производительность в масштабе: Например, обычные керамические уплотнения и изоляционные компоненты. Если производительность достаточна, глинозем является очевидным выбором из-за его более низкой стоимости и более высокой нормы прибыли.
2. Максимальная твердость в абразивных средах: Например, шарики подшипников и режущие инструменты. Оксид алюминия имеет более высокую твердость и более износостойкий-, чем оксид циркония, но оксид циркония обладает хорошей вязкостью и его нелегко сломать. Таким образом, оксид алюминия используется в чисто абразивных сценариях, а оксид циркония лучше подходит для ударных сценариев.
3. Стабильная работа с эффективным рассеиванием тепла.: например, подложки для рассеивания тепла для электронных устройств, компоненты печей в высокотемпературных-печах и оболочки высоко-термопар. Оксид алюминия имеет высокую теплопроводность и остается стабильным при температуре выше 1600 градусов, в то время как характеристики оксида циркония ухудшаются при температуре выше 1000 градусов и он имеет низкую теплопроводность, что приводит к плохому рассеиванию тепла. Поэтому оксид алюминия лучше подходит для сценариев, требующих высоких-температур и отвода тепла-.
4. Безупречная электроизоляция под высоким напряжением.: оксид алюминия обладает лучшими изоляционными свойствами, чем оксид циркония. Цирконий проявляет ионную проводимость при высоких температурах, поэтому оксид алюминия лучше подходит для высоко-изоляции при высоких температурах. Примеры включают изолирующие основания и изоляторы высокого-напряжения в электронной промышленности.
5. Десятилетия-надежности-Нет старения, нет сюрпризов: например, керамические компоненты для наружного применения и промышленные уплотнения, которые постоянно подвергаются воздействию влаги. Глинозем не подвержен проблемам старения при низких-температурах, свойственных оксиду циркония, и не отслаивается и не трескается при длительном-использовании, что также является преимуществом. Кроме того, оксид алюминия в настоящее время является основным выбором для сепараторных покрытий литиевых батарей, поскольку он недорогой и имеет низкую плотность.
В чем цирконий превосходит оксид алюминия:
1. Области применения, требующие высокой прочности и ударопрочности.: например, задние панели мобильных телефонов, промышленные керамические подшипники и высокоскоростные-подшипники для тяжелых условий эксплуатации-. Цирконий менее склонен к сколам, а оксид алюминия хрупок и легко ломается. Он также подходит для режущих инструментов; при фрезеровании чугуна инструменты из циркониевой керамики реже скалываются, чем инструменты из глинозема. Многие керамические головки бейсбольных бит и лезвия канцелярских ножей изготовлены из диоксида циркония, который с меньшей вероятностью сломается при падении, а лезвия из оксида алюминия легко разбиваются.
2. Биомедицинские применения: Например, зубные коронки и ортопедические имплантаты. Цирконий обладает хорошей биосовместимостью, высокой прочностью и ударной вязкостью, что делает его менее склонным к растрескиванию коронок. Он также имеет хорошую прозрачность, что обеспечивает более эстетичный внешний вид. Оксид алюминия, хотя и обеспечивает некоторое цветовое покрытие, менее привлекателен и слишком хрупок для коронок. Цвет абатментов на имплантатах из диоксида циркония ближе к цвету натуральных зубов, что делает его более эстетичным, чем металлические абатменты, и прочнее, чем оксид алюминия.
3. Разработан для агрессивной химической среды.: Цирконий обладает лучшей устойчивостью к кислотам и щелочам, чем оксид алюминия. Например, в сильнощелочной среде оксид алюминия реагирует со щелочью, а диоксид циркония — нет. Поэтому диоксид циркония больше подходит для коррозионностойких-насосов и уплотнений в химической промышленности, контактирующих с сильными щелочами.
4. В приложениях, требующих эстетики и декора.: Например, кубический цирконий используется для ювелирных изделий, имитирующих бриллиант, поскольку он имеет высокий показатель преломления и хороший обжиг, тогда как оксид алюминия имеет низкий показатель преломления и менее эстетичен. Кроме того, в керамических безельах и корпусах умных часов цирконий имеет более гладкую поверхность, обеспечивает более равномерный цвет и может быть сделан полу-прозрачным. Оксид алюминия слишком хрупок, поэтому тонкие корпуса могут сломаться.
5. В функциональной керамике.: Например, в электролите твердооксидных топливных элементов только диоксид циркония обладает высокотемпературной-проводимостью ионов кислорода; оксид алюминия является изолятором и не может быть использован. Это функциональное требование, поэтому можно использовать только диоксид циркония. Цирконий также используется для датчиков кислорода, поскольку он может определять концентрацию кислорода, чего не может сделать оксид алюминия.
Подводя итог, можно сказать, что если вам требуется низкая стоимость, высокая износостойкость, хорошее рассеивание тепла и высокая-температурная стабильность, оксид алюминия — правильный выбор; если вам нужна ударопрочность, высокая надежность, эстетика, стойкость к сильным щелочам или функциональное свойство проводимости ионов кислорода, цирконий — лучший выбор!
Будь то оксид алюминия или цирконий, если у вас есть потребности в переработке,пожалуйста, свяжитесь с Yuchang Laser!
