Zirconia estabilizada con itria avanzada para aplicaciones de alta temperatura

El óxido de circonio estabilizado con itrio puede soportar altas temperaturas sin verse afectado por ácidos o productos químicos, lo que proporciona una protección fiable.

La zirconia estabilizada con itria (YSZ) posee propiedades únicas que la convierten en un material esencial en diversas aplicaciones de vanguardia. Producida mezclando óxido de itria con dióxido de circonio a temperatura ambiente para formar estructuras cristalinas cúbicas, las propiedades únicas de la YSZ la hacen indispensable.

Cilindros de óxido de circonio

La resistencia física hace de la circona estabilizada con itria un material ideal para su uso en revestimientos de hornos y esteras aislantes, ya que le permite soportar altas temperaturas sin sufrir degradación de su estructura o integridad. Esto lo convierte en una excelente elección de material.

La zirconia estabilizada con itria puede conducir iones de oxígeno a temperaturas elevadas gracias a sus valencias Zr4+ e Y3+, lo que la convierte en un componente indispensable en las pilas de combustible de óxido sólido que producen energía limpia con menos emisiones. Además, su conductividad eléctrica superior permite a los fabricantes de automóviles utilizar componentes de motor más ligeros que mejoran la eficiencia del combustible al tiempo que aumentan las prestaciones y reducen el peso total del vehículo.

El ZYF (fieltro de fibra de circonio estabilizado con itria) puede moldearse al vacío en formas rígidas para su uso como separadores, envolturas, fijaciones o juntas durante el crecimiento de cristales de Czochralski y los procesos de recuperación de metales preciosos. Además, sus propiedades lo hacen adecuado para aplicaciones que requieren estabilidad a altas temperaturas e inercia química, como las baterías de alta energía, los revestimientos de barrera térmica o el procesamiento metalúrgico de superaleaciones o materiales de tierras raras.

Fieltros de óxido de circonio

RS-ZFELT es una tela no tejida mecánicamente entrelazada compuesta por fibras de circonio estabilizado con itria de 4-6 micras de diámetro entretejidas sin aglutinante. Presenta una gran resistencia, tenacidad, estabilidad química, resistencia a los vapores alcalinos, sales y soluciones calientes sin reaccionar negativamente con ellos, resiste entornos oxidantes/reductores de hasta 2000 grados centígrados, al tiempo que ofrece excelentes propiedades de aislamiento térmico hasta ese intervalo de temperaturas.

El material fibroso como este material fibroso es una opción ideal para el método Czochralski de crecimiento de cristales, aislamiento para crisoles de platino e iridio, materiales de recuperación de condensados para la recuperación de condensados de metales preciosos, envoltura protectora para separadores de alta energía y revestimientos refractarios, envoltura protectora de separadores de alta energía o incluso envoltura protectora para separadores de alta energía con un contenido de itria de hasta 30% como materiales de envoltura protectora, y requisitos de refractariedad de revestimientos refractarios de separadores de alta energía para el crecimiento seguro de cristales.

La circonia pura existe a temperatura ambiente como fase monoclínica y, cuando se somete a rápidas fluctuaciones de temperatura, puede experimentar una transición de fase imprevista que altera las propiedades y el rendimiento de los materiales cerámicos. Para mitigar esta inestabilidad morfológica, la estabilización con itria hace posible la fase cúbica de la circona y elimina esta inestabilidad; también se ha demostrado que el dopaje con y limita el crecimiento de grano a temperaturas elevadas.

Fibras de óxido de circonio

Las fibras a granel ZYBF son materiales refractarios que pueden conformarse en formas rígidas mediante máquinas de conformado al vacío y, a continuación, integrarse en cuerpos cerámicos y revestimientos. Su relación resistencia/resistencia extremadamente alta soporta bien los daños por impacto, lo que las hace adecuadas para su uso como guías de alambre durante el montaje y la fabricación para evitar enganches o enredos, y su color claro hace que los materiales metálicos de calibre fino sean más fáciles de identificar que nunca. Además, los bajos niveles de fricción reducen los índices de desechos.

La adición de itria a las fuentes de óxido de circonio puede aumentar la estabilidad de la fase tetragonal a temperaturas más elevadas, al tiempo que altera los mecanismos sintéticos y ralentiza el crecimiento de los granos, pero no impide totalmente el necking y la sinterización cuando se cuece a 1400 grados C debido a la transición de la fase tetragonal a la fase cúbica y a los cambios en el transporte de masas; el dopaje con itria dificulta el necking pero no lo impide del todo, pero sí disminuye significativamente la formación de granos pequeños en el producto final.

Materiales estructurales de óxido de circonio

La zirconia estabilizada con itria (YSZ) es un material cerámico con propiedades excepcionales. Debido a su estabilidad térmica y a su capacidad para soportar altas temperaturas sin experimentar cambios significativos en su estructura química, la YSZ suele elegirse para aplicaciones como revestimientos de hornos y refractarios.

A diferencia de la alúmina, que puede dañarse al exponerse a ácidos o productos químicos como los disolventes, la circona estabilizada con itria permanece intacta al contacto con ácidos o productos químicos y no se degrada con el tiempo, lo que la hace ideal para revestimientos utilizados en piezas de máquinas propensas al desgaste por contaminantes que causan corrosión.

El material YSZ también presenta una excelente conductividad iónica, que permite a los iones de oxígeno moverse libremente a través de su estructura cristalina a altas temperaturas, lo que lo hace idóneo para aplicaciones como sensores de oxígeno y pilas de combustible de óxido sólido. Disponible en forma de polvo esférico que puede moldearse al vacío en formas rígidas o mecanizarse con precisión dentro de estrechas tolerancias para trabajos mecánicos de precisión; sus dimensiones permanecen estables hasta 1.650 grados C sin necesidad de aglutinantes orgánicos para su estabilización.