No hi ha ni bo ni dolent absolut en els materials ceràmics. Els dos materials tenen enfocaments de rendiment completament diferents, i els seus costos i escenaris aplicables són molt diferents. La clau és tenir en compte les vostres necessitats prioritàries.
Podem entendre ràpidament les diferències entre els dos comparant les seves propietats bàsiques:
diferències entre alúmina i zirconi!
Trieu el material que més us convingui.
| Propietats bàsiques |
Alúmina (99%)
|
Zirconia (3Y-TZP)
|
| Imatge del producte |
|
|
| Força a la flexió | 300-500MPa | 800-1200MPa |
| Tenacitat a la fractura | 3–4 MPa·m¹/² | 6–10 MPa·m¹/² |
| Duresa Vickers | 1800-2000HV | 1200-1400HV |
| Conductivitat tèrmica a temperatura ambient | 25-30 W/(m·K) | 2-3 W/(m·K) |
| Cost de la matèria primera | 1 (valor de referència) | 5-10 vegades la de l'alúmina |
| Baix-risc d'envelliment per temperatura | Cap (sense canvi de fase) | Sí (es pot mitigar mitjançant la modificació) |
| Resistència als àlcalis | Pobre (reacciona fàcilment amb àlcalis forts) | Excel·lent |
| Semi-Permeabilitat/Propietats decoratives | Pobre (opacitat, textura seca) | Excel·lent (Pot aconseguir efectes semi-permeables i de colors càlids) |
On l'alúmina supera la zirconia:
1. Rendiment rendible-a escala: Per exemple, segells de ceràmica i components d'aïllament normals. Si el rendiment és suficient, l'alúmina és l'opció òbvia a causa del seu menor cost i major marge de benefici.
2. Màxima duresa en ambients abrasius: Per exemple, boles de coixinets i eines de tall. L'alúmina té una duresa més alta i és més resistent al desgast-que l'òxid de zirconi, però l'òxid de zirconi té una bona duresa i no es trenca fàcilment. Per tant, l'alúmina s'utilitza en escenaris purament abrasius, mentre que l'òxid de zirconi és millor per als escenaris d'impacte.
3. Funcionament estable amb dissipació de calor eficient: per exemple, substrats de dissipació de calor per a dispositius electrònics, components de forns en forns d'-alta temperatura i beines de termoparells d'alta-temperatura. L'alúmina té una alta conductivitat tèrmica i es manté estable per sobre dels 1600 graus, mentre que el rendiment de l'òxid de zirconi es deteriora per sobre dels 1000 graus i té una conductivitat tèrmica baixa, donant lloc a una mala dissipació de calor. Per tant, l'alúmina és millor per a escenaris que requereixen altes-temperatura i dissipació de calor-.
4. Aïllament elèctric impecable sota alta tensió: L'alúmina té millors propietats d'aïllament que l'òxid de zirconi. La zirconia presenta conductivitat iònica a altes temperatures, de manera que l'alúmina és millor per a l'aïllament d'alta-temperatura. Alguns exemples inclouen bases aïllants i aïllants d'alta-tensió a la indústria electrònica.
5. Dècades-de fiabilitat-sense envelliment, sense sorpreses: per exemple, components ceràmics exteriors i segells industrials que estan exposats constantment a la humitat. L'alúmina no pateix els problemes d'envelliment a baixa-temperatura de l'òxid de zirconi i no s'escamparà ni s'esquerdarà durant un ús-a llarg termini, cosa que també és un avantatge. A més, l'alúmina és actualment l'opció principal per als recobriments separadors de bateries de liti perquè és barata i té una baixa densitat.
On la zirconia supera l'alúmina:
1. Aplicacions que requereixen una alta tenacitat i resistència a l'impacte: per exemple, panells posteriors de telèfons mòbils, coixinets de ceràmica industrial i coixinets d'alta-velocitat-resistents. La zirconia és menys propensa a trencar-se, mentre que l'alúmina és trencadissa i es trenca fàcilment. També és adequat per a eines de tall; Quan es fresa ferro colat, les eines de ceràmica de zirconi tenen menys probabilitats de trencar-se que les d'alúmina. Molts caps de bat de beisbol de ceràmica i fulles de ganivet d'utilitat estan fets de zirconi, que és menys probable que es trenquin si cauen, mentre que les fulles d'alúmina es trenquen fàcilment.
2. Aplicacions biomèdiques: Per exemple, corones dentals i implants ortopèdics. La zirconia té una bona biocompatibilitat, una alta resistència i una bona tenacitat, cosa que la fa menys propensa a trencar-se a les corones. També té una bona translucidència, donant com a resultat un aspecte més estètic. L'alúmina, tot i que proporciona una certa cobertura de color, és menys atractiva i massa trencadissa per a les corones. Per als pilars d'implants, el color de la zirconia s'acosta més a les dents naturals, per la qual cosa és més agradable estèticament que els pilars metàl·lics i més fort que l'alúmina.
3. Dissenyat per a entorns químics agressius: La zirconia té una millor resistència als àcids i als àlcalis que l'alúmina. Per exemple, en entorns fortament alcalins, l'alúmina reacciona amb l'àlcali, mentre que la zirconia no. Per tant, el zirconi és més adequat per a bombes i segells resistents a la corrosió-a la indústria química que entren en contacte amb àlcalis forts.
4. En aplicacions que requereixen estètica i decoració: Per exemple, la zirconia cúbica s'utilitza per simular joies de diamants perquè té un alt índex de refracció i un bon foc, mentre que l'alúmina té un baix índex de refracció i és menys agradable estèticament. A més, per als bisells i estoigs de ceràmica dels rellotges intel·ligents, la zirconia té una sensació més suau, permet un color més uniforme i es pot fer semi-transparent. L'alúmina és massa trencadissa, cosa que fa que les caixes primes siguin propenses a trencar-se.
5. En aplicacions ceràmiques funcionals: Per exemple, a l'electròlit de les piles de combustible d'òxid sòlid, només el zirconi té una conductivitat d'ió d'oxigen a alta -temperatura; l'alúmina és un aïllant i no es pot utilitzar. Aquest és un requisit funcional, de manera que només es pot utilitzar zirconi. La zirconia també s'utilitza per als sensors d'oxigen perquè pot detectar la concentració d'oxigen, cosa que l'alúmina no pot.
En resum, si necessiteu un baix cost, una gran resistència al desgast, una bona dissipació de la calor i una alta{0}}estabilitat a la temperatura, l'alúmina és l'opció correcta; Si necessiteu resistència a l'impacte, alta fiabilitat, estètica, resistència als àlcalis forts o la propietat funcional de la conductivitat dels ions d'oxigen, la zirconia és una millor opció!
Tant si es tracta d'alúmina com de zirconi, si teniu necessitats de processament,poseu-vos en contacte amb Yuchang Laser!
