Zirconia (ZrO2) – CeramaZirc™
Vantaggi dei materiali
- Utilizzare temperature fino a 1000°C
- Bassa conduttività termica
- Inerzia chimica
- Resistenza ai metalli fusi
- Resistenza all’usura
- Elevata tenacità alla frattura
- Elevata durezza
Applicazioni
- Sfere e sedi per valvole a sfera per attrezzature ad alta pressione
- Materiale di macinazione a sfere ad alta densità
- Rulli e guide per la formatura dei metalli
- Guide per fili e fili
- Filiere per estrusione di metallo
- Valvole e sedi per pozzi profondi
- Stampi per compattazione polvere
- Guarnizioni della pompa e cuscinetti dell’albero
- Sensori di ossigeno
- Suscettori per forni ad induzione ad alta temperatura
- Membrane delle celle a combustibile
Gradi dei materiali
Esistono diversi metodi diversi utilizzati per produrre Zirconia. Ogni metodo produce materiali con proprietà leggermente diverse.
CeramaZirc Ultra resistente
CeramaZirc Ultra Tough è un materiale composito ceramico in zirconia avanzato basato su zirconia parzialmente stabilizzata e una struttura cristallina migliorata.
Proprietà generali
- Utilizzare temperature fino a 1500°C
- Sinterizzato a piena densità per una struttura priva di pori e un prezzo competitivo
- Nessun compromesso tra resistenza alla flessione, durezza e tenacità alla frattura
- Elevata tenacità alla frattura e resistenza agli urti, mantenendo valori superiori alla media per resistenza alla flessione e durezza
- Indurimento mediante deflessione delle crepe fornito da una microstruttura unica in una matrice di zirconia parzialmente stabilizzata
- Maggiore resistenza all’invecchiamento idrotermale grazie alla stabilizzazione parziale della Ceria
Applicazioni
- Sfere e sedi per valvole a sfera per apparecchiature ad alta pressione: particolarmente adatte per applicazioni in cui sono presenti urti meccanici, impatti o vibrazioni
- Elementi di pompaggio ad altissima pressione
- Dispositivi di controllo del flusso per apparecchiature ad altissima pressione – steli e sedi per omogeneizzatori ad alta pressione
- Valvole e sedi per pozzi profondi
- Rulli e guide per la formatura dei metalli
CeramaZirc Ultra Tough HIP
CeramaZirc Ultra Tough HIP è un materiale composito ceramico avanzato in zirconia basato su zirconia parzialmente stabilizzata e una struttura cristallina migliorata. È il composito più recente e resistente introdotto da Precision Ceramics.
Proprietà generali
- Utilizzare temperature fino a 1500°C
- Pressatura isostatica a caldo (HIP) per resistenza e affidabilità superiori
- Nessun compromesso tra resistenza alla flessione, durezza e tenacità alla frattura
- Elevata tenacità alla frattura e resistenza agli urti, mantenendo valori superiori alla media per resistenza alla flessione e durezza
- Indurimento mediante deflessione delle crepe fornito da una microstruttura unica in una matrice di zirconia parzialmente stabilizzata
- Maggiore resistenza all’invecchiamento idrotermale grazie alla stabilizzazione parziale della Ceria
Applicazioni
- Sfere e sedi per valvole a sfera per apparecchiature ad alta pressione: particolarmente adatte per applicazioni in cui sono presenti urti meccanici, impatti o vibrazioni
- Elementi di pompaggio ad altissima pressione
- Dispositivi di controllo del flusso per apparecchiature ad altissima pressione – steli e sedi per omogeneizzatori ad alta pressione
- Valvole e sedi per pozzi profondi
- Rulli e guide per la formatura dei metalli
CeramaZirc 3YZ
La zirconia parzialmente stabilizzata con ittrio ad alta purezza al 3% in moli (3YSZ) ha una struttura a grana più fine che garantisce proprietà meccaniche più elevate. L’aumentata uniformità delle dimensioni della grana garantisce una migliore isotropia delle proprietà.
Proprietà generali
- Utilizzare temperature fino a 1000°C
- Bassa conduttività termica
- Inerzia chimica
- Resistenza ai metalli fusi
- Resistenza all’usura
- Elevata tenacità alla frattura
- Elevata durezza
Applicazioni
- Sfere e sedi per valvole a sfera per apparecchiature ad alta pressione: particolarmente adatte per applicazioni in cui sono presenti urti meccanici, impatti o vibrazioni
- Elementi di pompaggio ad altissima pressione
- Dispositivi di controllo del flusso per apparecchiature ad altissima pressione – steli e sedi per omogeneizzatori ad alta pressione
- Valvole e sedi per pozzi profondi
- Rulli e guide per la formatura dei metalli
CeramaZirc Nano HIP
La zirconia parzialmente stabilizzata con ittrio (3YSZ) al 3 mol % di purezza più elevata con struttura a grana ultrafine garantisce prestazioni eccezionali. Densificata alla massima densità teorica tramite pressatura isostatica a caldo (HIP) per un’affidabilità eccezionale.
Proprietà generali
- Utilizzare temperature fino a 1000°C
- Bassa conduttività termica
- Inerzia chimica
- Resistenza ai metalli fusi
- Resistenza all’usura
- Elevata tenacità alla frattura
- Elevata durezza
Applicazioni
- Sfere e sedi per valvole a sfera per apparecchiature ad alta pressione: particolarmente adatte per applicazioni in cui sono presenti urti meccanici, impatti o vibrazioni
- Elementi di pompaggio ad altissima pressione
- Dispositivi di controllo del flusso per apparecchiature ad altissima pressione – steli e sedi per omogeneizzatori ad alta pressione
- Valvole e sedi per pozzi profondi
- Rulli e guide per la formatura dei metalli
Proprietà del materiale
Proprietà generali
Proprietà | Unità | Ultra resistente | HIP ultra resistente | 3YZ | Nano HIP |
---|---|---|---|---|---|
Composizione | – | Yttria stabilizzata | Yttria stabilizzata | Yttria stabilizzata | Yttria stabilizzata |
Colore | – | Grigio | Marrone / Arancione | Avorio | Grigio |
Proprietà meccaniche
Proprietà | Unità | Ultra resistente | HIP ultra resistente | 3YZ | Nano HIP |
---|---|---|---|---|---|
Densità | g/cm3 | 5.7 | 5.7 | 6.05 | 6.07 |
Modulo di Young | Media dei voti | 200 | 200 | 200 | 200 |
Tenacità alla frattura K IC | MPa m 1/2 | 17 | 17 | 8 | 8 |
Rapporto di Poisson | – | 0.30 | 0.30 | 0.30 | 0.30 |
Resistenza alla compressione | MPa | 2000 | 2000 | 2000 | 2100 |
Resistenza alla flessione | MPa | 1000 | 1000 | 1200 | 1400 |
Durezza |
Media dei voti | 13 | 13 | 13.5 | 14.5 |
Proprietà termiche
Proprietà | Unità | Ultra resistente | HIP ultra resistente | 3YZ | Nano HIP |
---|---|---|---|---|---|
Temperatura massima (inerte) 1 | °C | 1500 | 1500 | 1000 | 1000 |
Temperatura di ebollizione 2 25°C ➞ 400°C | 10-6/K | 10 | 10 | 10 | 10 |
Conduttività termica a 25°C | W/m2K | 3 | 3 | 2 | 2 |
Resistenza allo shock termico ΔT | °C | 250 | 250 | 250 | 250 |
1 Nessun carico
2 Il coefficiente di dilatazione termica (CTE) descrive come le dimensioni di un oggetto cambiano al variare della temperatura.
Disclaimer: I valori presentati sono medi e tipici di quelli risultanti da campioni di prova. Sono forniti solo come indicazione per servire come guida nella progettazione di componenti ceramici e non sono garantiti in alcun modo. I valori effettivi possono variare in base alla forma e alle dimensioni del componente previsto.
Schede tecniche
Zirconia
CeramaZirc Ultra resistente
Zirconia
CeramaZirc Ultra Tough HIP
Zirconia
CeramaZirc 3YZ
Zirconia
CeramaZirc Nano HIP
Lavorazione della zirconia
CeramaZirc Ultra resistente
CeramaZirc Ultra Tough è un materiale composito ceramico avanzato a base di zirconia, costituito da piastrine di zirconia e allumina parzialmente stabilizzate, ed è il composito più recente e resistente introdotto da Precision Ceramics.
Domande frequenti
-
A cosa può servire la ceramica di zirconia?
- Stampi per la formatura/trafilatura del filo
- Anelli isolanti nei processi termici
- Alberi e assi di precisione in ambienti ad alta usura
- Tubi di processo del forno
- Pastiglie antiusura
- Tubi di protezione per termocoppie
- Ugelli per sabbiatura
- Materiale refrattario
- Filiere di estrusione
- Boccole e tappi
- Crogiolo per mobili da forno
- Ghiere e manicotti in fibra ottica
- Coltelli e lame
- Parti di celle a combustibile
- Cuscinetti e rulli
- Ugelli e perni per saldatura
- Parti laser
- Accenditori a gas
- Isolante elettrico
- Guide in ceramica
- Sensori di ossigeno
- Componente medica e chirurgica
- Tenute meccaniche
- Pompe, pistoni e camicie
-
Qual è la differenza tra zirconia stabilizzata con ittrio e zirconia stabilizzata con magnesia?
Sebbene Y-PSZ sia eccellente per applicazioni meccaniche impegnative, potrebbe non essere adatto per applicazioni a temperature molto elevate perché soffre di scorrimento del bordo del grano; ciò si verifica quando un’esposizione prolungata al calore fa sì che il materiale si trasformi dalla forte fase tetragonale alla più debole fase monoclina. Allo stesso modo, potrebbe non essere adatto a condizioni calde e umide poiché le sue proprietà si deteriorano quando è esposto al vapore acqueo. YSZ è quindi più adatto quando funziona in condizioni di temperatura secca e moderata. Per maggiori informazioni sull’invecchiamento idrotermale della zirconia, contattaci.
M-PSZ ha migliori proprietà di resistenza alla temperatura e all’umidità perché non soffre di migrazione di fase. M-PSZ mantiene la sua resistenza anche in ambienti umidi ad alta temperatura dove le proprietà meccaniche di YSZ iniziano a deteriorarsi. -
Quali sono le proprietà della zirconia?
Di seguito sono riportate alcune proprietà generali della ceramica Zirconia. Per un elenco completo e un confronto delle proprietà Zirconia, vedere la nostra tabella di confronto delle proprietà Zirconia .
- Alta densità – fino a 6,1 g/cm^3
- Elevata resistenza alla flessione e durezza
- Eccellente tenacità alla frattura – resistente agli urti
- Temperatura massima di utilizzo elevata
- Resistente all’usura
- Buon comportamento di attrito
- Isolante elettrico
- Bassa conduttività termica – circa 10% di allumina
- Resistenza alla corrosione in acidi e alcali
- Modulo di elasticità simile all’acciaio
- Coefficiente di dilatazione termica simile al ferro
-
Cos'è la ceramica di zirconia?
La zirconia è una ceramica tecnica molto resistente, con eccellenti proprietà di durezza, tenacità alla frattura e resistenza alla corrosione; il tutto senza la proprietà più comune della ceramica: l’elevata fragilità. A differenza delle ceramiche tradizionali che tendono a essere dure e fragili, la zirconia offre elevata resistenza, resistenza all’usura e flessibilità ben superiori a quelle della maggior parte delle altre ceramiche tecniche.
Sono disponibili diversi gradi di Zirconia, i più comuni dei quali sono Yttria Partially Stabilized Zirconia (Y-PSZ) e Magnesia Partially Stabilized Zirconia (Mg-PSZ). Entrambi questi materiali offrono eccellenti proprietà, tuttavia, l’ambiente operativo e la geometria della parte determineranno quale grado potrebbe essere adatto per applicazioni specifiche (maggiori informazioni di seguito). La sua resistenza unica alla propagazione delle crepe e l’elevata dilatazione termica lo rendono un materiale eccellente per unire ceramiche con metalli come l’acciaio. Grazie alle proprietà uniche della Zirconia, a volte viene definita “acciaio ceramico”. -
Qual è la differenza tra zirconia, allumina e allumina rinforzata con zirconia (CeramAlloy)?
Mentre lo zirconia ha la più elevata tenacità alla frattura tra tutti i materiali ceramici monolitici in ossido, l’allumina è uno dei materiali ceramici più convenienti, pur presentando un’elevata durezza, stabilità termica e proprietà elettriche favorevoli. CeramAlloy ZTA è un materiale composito a base di allumina e zirconia, che combina quindi in una certa misura le proprietà favorevoli dei due costituenti principali. CeramAlloy ZTA manterrà quindi l’elevata durezza dell’allumina ma mostrerà anche un aumento della tenacità alla frattura e della resistenza alla flessione grazie al suo componente di zirconia, rappresentando così un vero e proprio “meglio dei due mondi”.