低熱導(dǎo)率,優(yōu)異隔熱性氧化鋯陶瓷的室溫?zé)釋?dǎo)率只為1.5-3.0W/(m·K)(遠(yuǎn)低于金屬鋁的237W/(m?K)、氧化鋁陶瓷的20-30W/(m?K)),且高溫下熱導(dǎo)率進(jìn)一步降低,是理想的隔熱材料。優(yōu)勢場景:高溫隔熱部件(如汽車尾氣凈化器載體、工業(yè)窯爐內(nèi)襯)、電子封裝散熱調(diào)控——汽車尾氣凈化器用氧化鋯載體,可減少熱量散失,快速提升催化劑活性溫度(200-300℃),降低尾氣排放;電子封裝中,可作為“熱屏障”,避免局部高溫傳導(dǎo)至敏感芯片。高熱穩(wěn)定性與抗熱震性氧化鋯陶瓷的熔點(diǎn)高達(dá)2715℃,長期使用溫度可達(dá)1200-1600℃(根據(jù)穩(wěn)定劑類型調(diào)整),且熱膨脹系數(shù)(9-11×10??/℃)與金屬接近,抗熱震性能(ΔT>500℃)優(yōu)于氧化鋁陶瓷(ΔT≈200℃)。優(yōu)勢場景:高溫結(jié)構(gòu)件(如火箭發(fā)動機(jī)噴嘴、熔融金屬坩堝)、測溫元件保護(hù)管——火箭噴嘴需耐受2000℃以上高溫燃?xì)鉀_刷,氧化鋯陶瓷可避免高溫軟化;熔融金屬(如鋁、銅)坩堝則能耐受金屬熔融溫度(660-1083℃),且不與金屬液反應(yīng)。無錫北瓷工業(yè)陶瓷件,耐氧化能力強(qiáng),長期暴露空氣不生銹。安徽陶瓷
根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定機(jī)制的不同,氧化鋯陶瓷可分為以下幾類:穩(wěn)定氧化鋯陶瓷:通過添加氧化釔(Y?O?)、氧化鈣(CaO)等穩(wěn)定劑,使氧化鋯在常溫下保持穩(wěn)定的立方相或四方相結(jié)構(gòu),性能穩(wěn)定,耐高溫性突出。部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷:添加適量的穩(wěn)定劑,使材料中同時存在四方相和單斜相,兼具強(qiáng)度高度和高韌性,是應(yīng)用范圍廣的類型之一,常用于結(jié)構(gòu)部件。工業(yè)領(lǐng)域:可制作軸承、密封件、刀具、模具等,利用其耐磨性和強(qiáng)度高度替代金屬部件,延長設(shè)備使用壽命。醫(yī)療領(lǐng)域:因生物相容性好,常用于制作人工關(guān)節(jié)(如髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié))、牙齒種植體、義齒等。電子領(lǐng)域:作為絕緣材料用于電子封裝、陶瓷基板,或利用其壓電特性制作傳感器、振蕩器等。航空航天領(lǐng)域:用于制造高溫部件,如發(fā)動機(jī)燃燒室、隔熱瓦等,耐受極端溫度環(huán)境。日常用品:如陶瓷刀具(鋒利且不易生銹)、手表表殼(耐磨、美觀)等。山東氧化鋁陶瓷無錫北瓷的光伏陶瓷,為光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新的活力與可能。
化學(xué)性能耐腐蝕性:工業(yè)陶瓷具有優(yōu)異的耐腐蝕性,能夠抵抗酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的侵蝕。例如,氧化鋁陶瓷在大多數(shù)酸堿環(huán)境中都具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,可用于制造化工設(shè)備中的管道、閥門等部件,防止腐蝕泄漏。電絕緣性:大多數(shù)工業(yè)陶瓷是良好的電絕緣材料,其絕緣電阻率很高。例如,氧化鋁陶瓷的絕緣電阻率可達(dá)10^(15) - 10^(17)Ω·cm,可用于制造高壓絕緣子、電子元件的絕緣部件等。機(jī)械制造領(lǐng)域陶瓷刀具:工業(yè)陶瓷刀具具有高硬度、高耐磨性和良好的耐熱性,能夠用于加工硬度較高的金屬材料,如高溫合金、淬硬鋼等。與傳統(tǒng)的金屬刀具相比,陶瓷刀具的使用壽命更長,加工效率更高。例如,在航空航天領(lǐng)域,陶瓷刀具常用于加工飛機(jī)發(fā)動機(jī)葉片等復(fù)雜形狀的高溫合金零件。
部分穩(wěn)定氧化鋯(如 3Y-TZP)的室溫彎曲強(qiáng)度可達(dá)800-1500 MPa(超過高強(qiáng)度鋼的 600-800 MPa),抗壓強(qiáng)度超 2000 MPa,可承受高載荷而不變形。優(yōu)勢場景:航空航天結(jié)構(gòu)件(如發(fā)動機(jī)燃燒室內(nèi)襯)、高壓設(shè)備部件(如液壓閥塊)—— 在高溫、高壓環(huán)境下仍能保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,替代金屬材料減少重量(氧化鋯密度約 6.0 g/cm3,低于鋼的 7.8 g/cm3,且比強(qiáng)度更高)。氧化鋯陶瓷的熱學(xué)性能兼具 “隔熱性” 和 “抗熱震性”,且耐高溫能力強(qiáng),在需控溫、隔熱或耐受溫度驟變的場景中優(yōu)勢明顯。無錫北瓷的光伏陶瓷,適用于光伏組件,散熱佳,為高效發(fā)電添助力。
耐磨部件:研磨介質(zhì):用于鋰電池正負(fù)極材料(如三元材料、磷酸鐵鋰)、陶瓷顏料、醫(yī)藥粉體的研磨,相比傳統(tǒng)瑪瑙球、氧化鋁球,氧化鋯球(密度 6.05g/cm3)硬度更高、磨損率極低(≤0.001%/h),可避免粉體污染。軸承與密封件:用于高速電機(jī)、水泵、化工泵的陶瓷軸承(滾動體 / 保持架)和機(jī)械密封環(huán),耐磨損且耐酸堿腐蝕,尤其適合惡劣工況(如強(qiáng)腐蝕液體、高溫環(huán)境)。噴嘴與閥芯:高壓清洗機(jī)噴嘴、汽車發(fā)動機(jī)燃油噴嘴、液壓閥閥芯,抗氧化鋯陶瓷耐高速流體沖刷,使用壽命是金屬噴嘴的 5-10 倍。低導(dǎo)熱率特性,無錫北瓷工業(yè)陶瓷件有效阻隔熱量傳遞。山東氧化鋁陶瓷
工業(yè)陶瓷件透光性獨(dú)特,滿足特殊光學(xué)設(shè)備的應(yīng)用需求。安徽陶瓷
紅外探測器封裝:在制冷型紅外探測器中,通常需要把探測器封裝在微型杜瓦結(jié)構(gòu)中,以提供低溫、高真空的工作環(huán)境。氧化鋯支撐結(jié)構(gòu)因其良好的性能被廣泛應(yīng)用于紅外探測器組件。采用數(shù)字光處理(DLP)技術(shù)成型的氧化鋯精度可達(dá)到 ±0.03mm,純度較高,且該技術(shù)能縮短工藝時長,優(yōu)化封裝流程,可實(shí)現(xiàn)紅外探測器用支撐結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、精細(xì)化和定制化。新能源汽車功率模塊封裝:氧化鋯增韌氧化鋁(ZTA)陶瓷基板因其優(yōu)異的性能,已廣泛應(yīng)用于新能源汽車的關(guān)鍵三電模塊等領(lǐng)域。例如,比亞迪半導(dǎo)體、斯達(dá)半導(dǎo)等企業(yè)已在其相關(guān)模塊中配套使用 ZTA 基板。ZTA 陶瓷基板的熱膨脹系數(shù)為 6.8-7.5ppm/℃,能與銅層良好匹配,抗彎強(qiáng)度≥350MPa,抗熱震性能提升 2.3 倍,可承受 10 萬次冷熱循環(huán)無失效,滿足了新能源汽車功率模塊高功率密度、寬溫域可靠性的要求。安徽陶瓷