Zalety i wady ceramiki cyrkonowej
Ceramika cyrkonowa (ZrO₂) to zaawansowany materiał ceramiczny składający się głównie z dwutlenku cyrkonu. Ze względu na wyjątkowe właściwości fizyczne i chemiczne jest szeroko stosowany w różnych dziedzinach.
Zalety ceramiki cyrkonowej
1. Wysoka wytrzymałość i twardość
Ceramika cyrkonowa (ceramika ZrO2) wykazuje wysoką wytrzymałość na zginanie, odporność na pękanie i twardość Vickersa. Spośród wszystkich materiałów ceramicznych ma jedną z najwyższych wytrzymałości na zginanie i rozciąganie, co czyni ją doskonałym wyborem do zastosowań odpornych na zużycie w wymagających środowiskach.
2. Wyższa twardość
Supertwarda cyrkonia ma twardość w skali Mohsa około 8,5, co czyni ją jednym z najtwardszych dostępnych materiałów. Jej odporność na zarysowania i zużycie jest porównywalna do stali, co zapewnia długotrwałą wydajność w zastosowaniach o wysokim tarciu.
3. Doskonała biokompatybilność
Ceramika cyrkonowa jest wysoce biokompatybilna i nie uwalnia szkodliwych substancji w kontakcie z tkankami biologicznymi. Ze względu na wyjątkową twardość i gładką powierzchnię jest powszechnie stosowana do koron dentystycznych, implantów kostnych i zastosowań medycznych. Ponadto jej walory estetyczne sprawiają, że jest popularnym materiałem do wyrobu biżuterii i przedmiotów dekoracyjnych.
4. Wyjątkowa obojętność chemiczna
Ceramika cyrkonowa jest wysoce odporna na działanie wielu substancji chemicznych i środowisk korozyjnych, co czyni ją preferowanym materiałem do zastosowań przemysłowych wymagających wyjątkowej trwałości.
5. Doskonała izolacja termiczna
Dzięki niskiej przewodności cieplnej ceramika cyrkonowa jest skutecznym izolatorem cieplnym. Pomaga zmniejszyć przenoszenie ciepła i poprawia efektywność energetyczną, dzięki czemu idealnie nadaje się do zastosowań izolacyjnych w środowiskach o wysokiej temperaturze.
Wady ceramiki cyrkonowej
1. Starzenie się i wrażliwość na temperaturę
Wytrzymałość ceramiki cyrkonowej zależy od czynników stabilizujących, ale z czasem ulega degradacji z powodu ciepła i narażenia na czynniki środowiskowe. Ponadto ceramika cyrkonowa ulega starzeniu w niskiej temperaturze, co oznacza, że w wilgotnym środowisku poniżej 400°C przechodzi przemianę fazową z cyrkonii tetragonalnej w cyrkonię jednoskośną. Ta przemiana prowadzi do mikropęknięć powierzchni i zwiększonej chropowatości, co ostatecznie skutkuje zmniejszoną wytrzymałością i wytrzymałością.
2. Słaba odporność na szok termiczny
Ceramika cyrkonowa jest podatna na pękanie lub łamanie się pod wpływem nagłych zmian temperatury, co ogranicza jej zastosowanie w zastosowaniach, w których występują częste zmiany temperatury.
3.Trudna obróbka
Ze względu na wysoką twardość ceramika cyrkonowa jest trudniejsza w obróbce i przetwarzaniu w porównaniu z metalami. Złożony proces produkcyjny i wyższe koszty mogą ograniczać jej powszechne zastosowanie w niektórych gałęziach przemysłu.
