Zirkonia on saatavana pääasiassa kolmena materiaalina: puhdas zirkoniumoksidi, zirkoniumoksidi-karkaistu alumiinioksidi ja osittain stabiloitu zirkoniumoksidi. Näillä materiaaleilla on erilaisia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia koostumuksen ja käsittelyn vaihteluista johtuen, ja ne täyttävät erilaiset käyttövaatimukset.
Zirkoniumoksidi on -tehokas epäorgaaninen ei--metallinen materiaali, jolla on erinomaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet. Koostumuksestaan ja valmistusprosessistaan riippuen zirkoniumoksidi voidaan luokitella eri materiaaleihin. Alla esittelemme zirkoniumoksidin kolmea päämateriaalia yksityiskohtaisesti.
Puhdas Zirkonia
Puhdas zirkoniumoksidi viittaa yhdisteeseen, joka koostuu zirkonium- ja happielementeistä, joilla on korkea kovuus, korkea lujuus, korkea kulutuskestävyys ja hyvä kemiallinen stabiilisuus. Lisäksi puhtaalla zirkoniumoksidilla on korkea taitekerroin ja alhainen lämmönjohtavuus, minkä vuoksi se löytää laajan sovelluksen optisissa ja lämmöneristysmateriaaleissa. Puhtaalla zirkoniumoksidilla on kuitenkin heikko sitkeys ja se on alttiina murtumaan iskun vaikutuksesta, mikä voi rajoittaa sen käyttöä tietyissä korkeaa sitkeyttä vaativissa sovelluksissa.
Zirkoniumoksidi-Karkaistu alumiinioksidi
Voittaakseen puhtaan zirkoniumoksidin heikon sitkeyden tutkijat ovat kehittäneet zirkoniumoksidi{0}}karkaistuja alumiinioksidimateriaaleja. Tämä materiaali valmistetaan lisäämällä tietty määrä zirkoniumoksidihiukkasia alumiinioksidimatriisiin erityisellä prosessilla. Zirkoniumoksidimikrohiukkasten lisääminen voi tehokkaasti parantaa materiaalien sitkeyttä ja iskunkestävyyttä säilyttäen samalla korkean kovuuden ja kulutuskestävyyden. Siksi zirkonium-karkaistua alumiinioksidia käytetään laajalti keraamisissa leikkaustyökaluissa, hioma-aineissa ja kulutusta kestävissä pinnoitteissa.
Osittain stabiloitu zirkonia
Osittain stabiloitu zirkoniumoksidi on zirkoniumoksidimateriaalia, jolla on erityinen rakenne. Lisäämällä asianmukaisia stabilisaattoreita (kuten kalsiumoksidia ja magnesiumoksidia) zirkoniumoksidiin se voi säilyttää vakaan kiderakenteen korkeissa lämpötiloissa, mikä osoittaa hyvää lämpöiskun kestävyyttä ja korkeaa mekaanista lujuutta. Osittain stabiloidulla zirkoniumoksidilla on suuri merkitys korkean lämpötilan komponenttien valmistuksessa ilmailu-, ydinenergia- ja muilla aloilla, ja sitä käytetään laajalti myös lääketieteen aloilla, kuten hammaskeraamissa.
Yhteenvetona voidaan todeta, että kolmella päämateriaalilla zirkoniumoksidi-puhdas zirkoniumoksidi, zirkoniumoksidi-karkaistu alumiinioksidi ja osittain stabiloitu zirkoniumoksidi-kummallakin on ainutlaatuiset ominaisuudet suorituskyvyn, sovellusten ja valmistusprosessien suhteen. Näiden materiaalien ominaisuuksien ymmärtäminen auttaa zirkoniamateriaalien parempaan valinnassa ja soveltamisessa eri alojen tarpeisiin.
