esfera de zircônia

As esferas de zircônia apresentam força, dureza e resistência à corrosão superiores, qualidades que as tornam a solução ideal para moer e dispersar materiais minerais não metálicos, como tintas e tintas de impressão, bem como materiais eletrônicos ou magnéticos.

A esfera de zircônia pode ser fabricada por sinterização. No entanto, as técnicas convencionais frequentemente resultam em baixa densidade devido ao atrito e à formação de pontes entre a matriz e o pó, não conseguindo produzir corpos sinterizados com poros pequenos, mesmo com prensagem isostática a frio.

Dureza

A zircônia é um material muito duro e resistente, capaz de suportar grandes impactos sem se despedaçar, rachar ou fragmentar, o que lhe permite suportar o esmerilhamento em alta velocidade em máquinas industriais sem danos significativos ao desgaste das esferas ou das máquinas. Além disso, as esferas de zircônia são inertes quimicamente, não sendo afetadas pela maioria das substâncias, exceto pelo ácido fluorídrico ou por soluções de ácido sulfúrico concentrado a quente.

Devido ao seu baixo custo e à sua natureza durável, a zircônia é uma excelente alternativa de mídia de moagem de baixo custo e longa duração aos rolamentos de esferas de aço ou de cerâmica híbrida. O dióxido de zircônio apresenta alta dureza com uma superfície de desgaste muito lisa, perfeita para uso repetitivo como meio de moagem. Além disso, a zircônia não requer lubrificação e tem um coeficiente de atrito excepcionalmente menor do que o de seus equivalentes metálicos.

O dióxido de zircônio é produzido pela cloração do zircônio bruto com água, reagindo com hidrato de cálcio para formar tetracloreto de zircônio, que pode ser tratado termicamente para criar zircônia de grau comercial. Uma vez tratado termicamente, esse material de brilho perolado pode ser processado posteriormente por meio de calcinação em zircônia com brilho perolado, que pode ser processada termicamente para produzir zircônia de nível comercial para aplicações comerciais, como cerâmica, refratários e materiais estruturais; as aplicações médicas incluem implantes dentários e substitutos ósseos devido à sua biocompatibilidade e propriedades não alergênicas, enquanto os componentes aeroespaciais geralmente utilizam a zircônia devido à sua capacidade de tolerar altas temperaturas com ciclos de vida operacional estendidos em comparação com seus materiais alternativos, como aço ou titânio; os componentes feitos de zircônia são superiores em termos de desempenho em relação aos seus concorrentes em termos de durabilidade e capacidade de desempenho do ciclo de vida em comparação com seus equivalentes; A zircônia também é uma opção atraente de material devido às suas propriedades de resistência em comparação com seus equivalentes; portanto, é uma excelente opção de material devido à sua versatilidade em todos os setores, incluindo cerâmica, refratários, materiais estruturais e aplicações médicas, como implantes dentários e substitutos ósseos, devido à sua biocompatibilidade em comparação com as propriedades não alergênicas que ajudam a evitar alergias; aplicações aeroespaciais, pois suporta temperaturas muito altas e permanece viável durante as operações; e aplicações médicas, devido aos recursos de biocompatibilidade utilizados.

Resistência ao desgaste

As esferas de zircônia apresentam resistência superior ao desgaste em comparação com outros materiais cerâmicos, proporcionando excepcional resistência à tensão durante impactos repetidos e sendo resistentes a altas temperaturas e produtos químicos, o que as torna adequadas para várias aplicações.

A tecnologia da Toray permite a produção em massa de mini esferas de cerâmica de zircônia com altos níveis de durabilidade, oferecendo suporte de longo prazo aos clientes em seus processos de moagem e, ao mesmo tempo, ajudando-os a atingir os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável. Além disso, a Toray usa zircônia sem ítria, o que garante que seus produtos não contenham óxidos de metais de terras raras, ajudando a evitar problemas com o rastreamento do país de origem.

As esferas de zircônia TZP são produzidas usando tecnologias avançadas de moldagem e sinterização para produzir esferas com propriedades mecânicas superiores. Eles podem ser utilizados em uma série de aplicações de moagem e apresentam excelente resistência em operações de rotação e concentração de alta velocidade, raramente rachando ou descascando sob pressão, e possuem metade da taxa de abrasão encontrada nos grânulos de silicato de zircônio.

Nos testes tribológicos de cooperação de deslizamento, a esfera de zircônia TZP superou o composto ATZ (valores mais baixos de Ws e Wb). Isso indica que a adição de alumina ao material TZP afetou significativamente sua resistência ao desgaste em temperaturas elevadas, criando uma camada superficial com atrito causado pelo deslizamento, o que inibiu a degradação ao restringir a remoção de um único grão.

Inércia química

As esferas de zircônia são altamente resistentes à corrosão, mantendo sua dureza e resistência mesmo sob exposição a temperaturas extremas e choques térmicos. Além disso, não são tóxicas e não enferrujam, o que as torna perfeitas para processos de produção química, como reatores de fabricação, corpos de bombas, válvulas e tubulações. Além disso, sua alta densidade (6,00g/cm3) os torna extremamente duráveis para aplicações de moagem ou dispersão em ambientes úmidos.

A esfera de zircônia sinterizada consiste em grãos compostos de partículas da mistura de partículas aglomeradas por meio de fritura. Essa mistura particulada inclui partículas compostas de zircônia (estabilizada ou não), yttrina e céria que foram intimamente combinadas, possivelmente incluindo uma fase amorfa. As misturas de partículas podem ser fabricadas por meio de coprecipitação, termohidrólise ou atomização e, opcionalmente, mais refinadas por meio de consolidação por tratamento térmico.

Os inventores fizeram uma descoberta inesperada de que o baixo teor de CeC>2 possibilita a preparação inesperada de uma esfera de zircônia sinterizada com excelente resistência à moagem, independentemente de seu teor de Y2O3 (desde que permaneça abaixo de 2,5%). Essas esferas produzidas dessa forma são particularmente adequadas para aplicações que envolvem ambientes úmidos e microtrituração; mais especificamente, aplicações de dispersão e microtrituração. Por "zircônia pelo menos parcialmente estabilizada >> entende-se tanto a zircônia parcialmente estabilizada quanto a zircônia totalmente estabilizada; zircônia totalmente estabilizada >> indica a zircônia totalmente estabilizada com mais de 50% de massa monoclínica monoclínica; outras fases, como a fase quadrática e/ou a fase cúbica, também estão presentes.

Resistência à corrosão

A esfera de cerâmica de zircônia oferece excelente resistência à corrosão, resistindo a soluções químicas sem sofrer erosão significativa, além de não reagir com altas temperaturas, o que a torna uma excelente opção de material para máquinas que lidam com líquidos corrosivos ou vapor. Por isso, esse material pode ser encontrado com frequência revestindo fornos metalúrgicos de alta temperatura, bombas e reatores, bem como instrumentos cirúrgicos, articulações artificiais ou implantes dentários em fábricas ou ambientes médicos.

As esferas de cerâmica de zircônia oferecem grande estabilidade e dureza para cargas de impacto e vibração e podem operar com eficiência em altas velocidades sob temperaturas variadas. As esferas de zircônia são fornecidas em vários formatos e tamanhos para uso como esferas de impacto, vibração e suporte de carga de temperatura, ou podem até mesmo ser moídas em pó para processos de moagem, dispersão e agitação.

A Toray desenvolveu uma tecnologia de produção em massa para minimizar a degradação dos cristais nas superfícies das esferas de zircônia, produzindo esferas altamente duráveis e mais resistentes à contaminação durante os processos de moagem e trituração, melhorando e estabilizando substâncias-alvo, como materiais de eletrodos de baterias de íons de lítio e capacitores cerâmicos multicamadas (MLCCs). Além disso, isso permite a sinterização da cerâmica de zircônia a 1.300degC ou menos, o que reduz o uso de energia e as emissões de dióxido de carbono durante os processos de fabricação.