發(fā)布時間:2025-06-11
一、氧化鋯陶瓷的核心特性 1. 力學性能 高韌性:斷裂韌性可達 8~15 MPa?m1/2(傳統(tǒng)氧化鋁陶瓷約 3~5 MPa?m1/2),抗沖擊性強,不易脆裂。 高強度:抗彎強度達 800~1200 MPa,適用于承受高載荷的結(jié)構(gòu)件。 耐磨性:硬度(HRA 85~90)接近藍寶石,磨損率僅為金屬的 1/100。 2. 物理化學性能 耐高溫:熔點 2715℃,全穩(wěn)定氧化鋯可在 1800℃長期使用,部分穩(wěn)定氧化鋯在高溫下仍保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 耐腐蝕性:抗酸、堿及熔融金屬侵蝕,優(yōu)于多數(shù)金屬材料。 絕緣性:常溫下電絕緣性良好,高溫下(>600℃)可作為氧離子導體。 二、主要用途及應用場景 (一)結(jié)構(gòu)材料領域 工業(yè)耐磨部件 陶瓷刀具:氧化鋯陶瓷刀硬度高(接近金剛石),可切割金屬、石材,且永不生銹(如日本京瓷 KYOCERA 的陶瓷刀具)。 機械密封件:用于泵、壓縮機等設備的軸封,耐磨損、耐腐蝕,壽命是金屬密封件的 5~10 倍。 軸承與球閥:航空航天、化工設備中的高溫高壓軸承,石油管道中的耐磨球閥,利用其低摩擦系數(shù)和耐腐蝕性。 電子與半導體制造 晶圓拋光墊修整器:半導體晶圓制造中,氧化鋯陶瓷塊用于修整拋光墊,保證表面平整度(精度達納米級)。 電子封裝基座:高絕緣性和熱導率(2~3 W/m?K),用于功率器件的封裝,替代傳統(tǒng)陶瓷基座。 能源與航空航天 燃氣輪機葉片:部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷可承受 1200℃以上高溫,降低發(fā)動機重量(密度 5.8 g/cm3,約為鎳基合金的 1/2)。 固體氧化物燃料電池(SOFC)電解質(zhì):利用其高溫下的氧離子傳導性,作為燃料電池的核心組件。