氧化锆球具有出色的强度、韧性和耐腐蚀性,是研磨和分散涂料、油墨等非金属矿物材料以及电子或磁性材料的理想选择。
氧化锆球可通过烧结法制造。然而,由于模具和粉末之间会产生摩擦和架桥,传统技术经常会导致密度过低,即使采用冷等静压法也无法生产出具有小孔的烧结体。
硬度
氧化锆是一种非常坚硬、强韧的材料,能够承受巨大的冲击力,而不会碎裂成碎片,也不会出现裂纹或碎裂,因此能够承受工业机械中的高速研磨,而不会对研磨珠或机器造成严重磨损。此外,氧化锆球还具有化学惰性,除氢氟酸或热浓硫酸溶液外,不受大多数物质的影响。
氧化锆成本低,经久耐用,是替代钢或混合陶瓷球轴承的低成本、长寿命研磨介质。二氧化锆硬度高,磨损表面非常光滑,非常适合作为研磨介质反复使用。此外,氧化锆无需润滑,摩擦系数也比金属低得多。
二氧化锆是通过将未加工的锆加水氯化,与水合钙反应生成四氯化锆,然后经过热处理制成商业级氧化锆。经热处理后,这种珠光材料可通过煅烧进一步加工成珠光氧化锆,然后再经热处理制成商业级氧化锆,用于陶瓷、耐火材料和结构材料等商业应用;医疗应用包括牙科植入物和骨替代物,因为氧化锆具有生物相容性和非过敏性;航空航天部件通常使用氧化锆,因为与钢或钛等替代材料相比,氧化锆具有耐高温的能力,可延长工作寿命周期;与同类产品相比,氧化锆制成的部件在耐用性和寿命周期性能方面优于竞争对手;氧化锆还具有比同类材料更强的耐腐蚀性能,是一种极具吸引力的材料;因此,氧化锆在陶瓷、耐火材料、结构材料等行业以及牙科植入物和骨替代物等医疗应用领域具有广泛的用途,是一种极佳的材料选择,因为氧化锆具有生物相容性和非过敏性,有助于避免过敏;在航空航天应用领域,氧化锆可以承受极高的温度,同时在操作过程中保持活力;在医疗应用领域,氧化锆具有生物相容性。
耐磨性
与其他陶瓷材料相比,氧化锆球具有优异的耐磨性,在反复撞击时能提供出色的抗应力性能,并能耐高温和耐化学腐蚀,因此适用于多种应用。
东丽的技术使其能够大规模生产具有高耐久性的氧化锆陶瓷小球,为客户的研磨工艺提供长期支持,同时帮助他们实现可持续发展目标。此外,东丽使用无钇氧化锆,确保其产品不含稀土金属氧化物,有助于防止原产国追踪问题。
TZP 氧化锆珠采用先进的成型和烧结技术生产,具有卓越的机械性能。它们可用于各种研磨应用,在高速旋转和浓缩操作中都具有出色的韧性,在压力下很少开裂或剥落,磨损率仅为硅酸锆珠的一半。
在摩擦学滑动合作试验中,TZP 氧化锆球的性能优于 ATZ 复合材料(Ws 值和 Wb 值均较低)。这表明,在 TZP 材料中添加氧化铝会在高温条件下对其耐磨性产生显著影响,因为氧化铝会在表面形成一层滑动摩擦层,通过限制单个晶粒的去除来抑制降解。
化学惰性
氧化锆球具有很强的耐腐蚀性,即使在极端温度和热冲击下也能保持硬度和强度。此外,它们无毒且不会生锈,非常适合用于化学生产过程,如制造反应器、泵体、阀门和管道。此外,它们的高密度(6.00g/cm3)使其在潮湿环境中的研磨或分散应用中极为耐用。
烧结氧化锆球由颗粒组成,颗粒混合物的颗粒通过碎裂而聚集在一起。这种微粒混合物包括由氧化锆(无论是否稳定)、钇和铈紧密结合而成的微粒,可能还包括无定形相。微粒混合物可通过共沉淀、热水解或雾化法制造,也可通过热处理固结法进一步精制。
发明者们意外地发现,由于 CeC> 2 含量低,可以意外地制备出具有优异耐磨性的烧结氧化锆球,而不管其 Y2O3 含量如何(只要低于 2.5%)。用这种方法制备的球特别适用于潮湿环境和微研磨应用,尤其是分散和微研磨应用。所谓 "至少部分稳定的氧化锆 >> 既指部分稳定的氧化锆,也指完全稳定的氧化锆;完全稳定的氧化锆 >> 指具有 50% 以上单斜单斜质量的完全稳定的氧化锆;也存在其他相,如二次相和/或三次相。
耐腐蚀性
氧化锆陶瓷球具有出色的耐腐蚀性,可抵御化学溶液而不会受到严重侵蚀,而且不会与高温发生反应,是处理腐蚀性液体或蒸汽的机械设备的理想材料选择。因此,高温冶金炉、泵和反应器以及工厂或医疗环境中的外科手术器械、人工关节或牙科植入物中经常可以看到这种材料的身影。
氧化锆陶瓷球具有极高的稳定性和硬度,可承受冲击和振动载荷,并能在不同温度下高速运转。氧化锆球有各种形状和尺寸,可用作承载冲击、振动和温度负荷的球,甚至可磨成粉末,用于研磨、分散和搅拌过程。
东丽已开发出一种大规模生产技术,可最大限度地减少氧化锆球表面的晶体降解,生产出高度耐用的氧化锆球,在研磨和碾磨过程中具有更强的抗污染能力,可改善和稳定锂离子电池电极材料和多层陶瓷电容器(MLCC)等目标物质。此外,这使得氧化锆陶瓷的烧结温度可在 1,300 摄氏度或更低的温度下进行,从而减少了生产过程中的能源消耗和二氧化碳排放。