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氧化锆陶瓷件的优缺点有哪些?

时间:2023-06-16 阅读量:

       氧化锆陶瓷件是一种使用氧化锆材料制作的精密陶瓷,具有很高的机械强度和断裂韧性,广泛应用于医疗器械、航空航天、电子通讯、汽车制造等领域。本文将从概述、优点和缺点三个方面对氧化锆陶瓷件进行详细介绍。

概述
       氧化锆陶瓷件是由氧化锆材料制成的精密陶瓷,其主要成分是二氧化锆,含有少量的钙、镁、氧、铝和铁等元素。氧化锆陶瓷具有优异的物理性能和化学稳定性,除了良好的机械强度和断裂韧性外,还具有高硬度、高耐腐蚀性、高抗磨损性、高耐热性和低热导率等特点。


       氧化锆陶瓷件广泛应用于模具、切割工具、衬板、轴承、齿轮、涡轮叶片、气垫、球垫、输送器、泵壳、阀门零件、传感器、热交换器、医疗器械和电子元器件等领域。

优点

       1. 高硬度和抗磨损性
       具有高硬度和抗磨损性,能够经受各种恶劣环境下的挑战。由于其表面光滑、无孔、无缝隙,所以氧化锆陶瓷件能够有效减少磨损和颗粒污染。


       2. 良好的机械强度和断裂韧性
       是所有主要精密陶瓷中机械强度较高、断裂韧性较强的材料,这使其成为一种可靠的结构材料,适用于高负载、高应力环境下的使用。


       3. 高耐腐蚀性
       由于具有高稳定性的化学结构,它在强酸、强碱和高温环境下具有优异的耐腐蚀性。

       4. 生物相容性良好
       具有很好的生物相容性,不会引起人体对其产生明显的免疫反应和组织排斥反应。因此,它可以被用作口腔修复、皮肤接触材料、假肢和骨科植入物等医疗器械领域。


       5. 高温稳定性优异
具有高温稳定性良好的特点,能够在高温下保持其物理和化学性质不变。这使其成为一种可靠的高温工程材料,适用于高温热传导部件。


缺点
       1. 脆性
       脆性是其最大的缺点之一。虽然其具有很高的机械强度和断裂韧性,但是一旦在极端条件下遭受压力或冲击,容易出现裂纹和断裂,导致失效。

       2. 加工难度大
       加工难度较大,由于其硬度和脆性非常高,需要使用钻石工具和精密研磨设备进行制造和加工,在生产过程中需要掌握精细的加工工艺和专业技能,制造成本较高。

       3. 容易受到热应力的影响
       由于热膨胀系数非常小,与其他材料连接时容易出现热应力分裂,给生产带来一定困难。


       综上所述,氧化锆陶瓷件具有许多优点和一些缺点,但是其广泛的用途和不断的技术发展,使其在各行各业中有越来越重要的地位。未来,随着氧化锆陶瓷技术的进步和应用领域的不断扩大,人们对其的需求将会更加强烈。