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用氧化铝al2o3?还是氧化锆ZrO2? 两款陶瓷怎么选择呢?在性能,应用方面有啥共性和特性呢?

时间:2025-02-20

  用氧化铝al2o3?还是氧化锆ZrO2? 两款陶瓷怎么选择呢?在性能,应用方面有啥共性和特性呢?氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷的选择需要综合考虑性能、成本、应用场景等多方面因素,以下是两者在性能、应用方面的共性和特性以及选择建议:

  性能方面

  共性

  耐高温性:氧化铝陶瓷和氧化锆陶瓷都具有好的耐高温性能,熔点都能达到约 1500℃及以上,可在高温环境下保持一定的稳定性。

  化学稳定性:二者在一般的化学环境中都表现稳定,不易被常见的酸碱等化学物质腐蚀,能在一定程度上抵抗化学物质的侵蚀。

  高硬度:都属于硬度较高的陶瓷材料,莫氏硬度分别可达 6-9 级,相比普通材料具有更好的耐磨性能。

陶瓷阀座jpg

  特性

  硬度和强度:氧化铝陶瓷莫氏硬度可达 9 级56。氧化锆陶瓷莫氏硬度一般为 8-9 级4。氧化铝陶瓷抗拉强度约 190MPa12。氧化锆陶瓷抗拉强度可达 300MPa 以上。

  韧性:氧化铝陶瓷的韧性相对较差,在受到冲击时容易发生脆性断裂。氧化锆陶瓷具有相变增韧机制,韧性好,是高性能陶瓷的代表,在受到外力冲击时,能够通过晶型转变吸收能量,有效防止裂纹扩展。

  密度:氧化铝陶瓷密度相对较小。氧化锆陶瓷的密度约为氧化铝的 1.3-1.5 倍,体积密度较大。

  透气性:氧化铝陶瓷结构中存在气孔,具有好的气体透导性。氧化锆陶瓷的透气性则较差。

  抗辐射性能:氧化铝陶瓷具有一定的抗辐射性能,可用于普通辐射环境。氧化锆陶瓷因高铈含量,抗辐射性能更强,是核能设备和辐射性环境的理想选择。

  热性能:氧化铝陶瓷热导率高,适合用于需要散热的场合。氧化锆陶瓷热膨胀系数小,在温度急剧变化时不易因热胀冷缩产生裂纹,隔热性能好。

  应用方面

  共性

  工业领域:都可用于制造一些在恶劣环境下工作的部件,如化工设备中的一些耐腐蚀零件,在一定程度上都能承受化工生产中的酸碱等介质的侵蚀。

  电子领域:在电子元器件制造中都有应用,利用它们的绝缘性能和稳定性,可作为电子元件的封装材料或绝缘部件等。

  特性

  氧化铝陶瓷:常用于高温炉渗透、纵烧碳渗透等高温设备中。凭借好的透气性,是催化剂载体的常用材料。利用其高硬度和低成本,在磨料领域广泛应用,如制作砂轮、研磨盘等。因其好的绝缘性和较高的热导率,在电子工业中可制造集成电路基板。

  氧化锆陶瓷:由于高强度、高韧性和低摩擦系数,在机械领域常用于制造陶瓷刀具、轴承、机械密封件等。在生物医学领域,凭借好的生物相容性,可制作人工关节、牙科种植体等。因其抗辐射性能强,在核能行业以及工业等离子体领域,如核电站、粒子加速器等辐射性设备中应用广泛。

陶瓷板.jpg

  选择建议

  考虑成本:如果预算有限,且对性能要求不是极其苛刻,氧化铝陶瓷因其低的生产成本,适合大规模应用。

  考虑机械性能:在需要高硬度和耐磨性,对韧性要求相对不高的场合,如普通的研磨、切割场景,可选择氧化铝陶瓷。在需要承受高冲击、高应力,对韧性要求高的情况下,如航空发动机部件、电子设备的关键结构件等,氧化锆陶瓷更为合适。

  考虑特殊环境需求:在高温且需要好散热的环境中,氧化铝陶瓷更合适。在有辐射的环境,如核电站等,或者需要隔热性能好的场合,氧化锆陶瓷是好的选择。

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