Avansert Yttria-stabilisert zirkoniumoksid for bruksområder med høye temperaturer

Yttria-stabilisert zirkoniumoksid tåler høye temperaturer uten å bli skadet av syrer eller kjemikalier, noe som gir pålitelig beskyttelse.

Yttriumoksidstabilisert zirkoniumoksid (YSZ) har unike egenskaper som gjør det til et viktig materiale i en rekke banebrytende bruksområder. YSZ produseres ved å blande yttriaoksid med zirkoniumdioksid ved romtemperatur for å danne kubiske krystallstrukturer, og YSZs unike egenskaper gjør det uunnværlig.

Sylindere av zirkoniumoksid

Den fysiske styrken gjør yttria-stabilisert zirkonia til et ideelt materiale for bruk i ovnsforinger og isolasjonsmatter, ettersom det tåler høye temperaturer uten at strukturen eller integriteten forringes. Dette gjør det til et utmerket materialvalg.

Yttria-stabilisert zirkoniumoksid kan lede oksygenioner ved høye temperaturer via Zr4+- og Y3+-valensene, noe som gjør det til en uunnværlig komponent i fastoksidbrenselceller som produserer ren energi med lavere utslipp. Den overlegne elektriske ledningsevnen gjør det dessuten mulig for bilprodusenter å bruke lettere motorkomponenter som forbedrer drivstoffeffektiviteten, samtidig som ytelsen økes og den totale vekten på kjøretøyet reduseres.

ZYF (Yttria Stabilized Zirconia Fiberd Felt) kan vakuumformes til stive former for bruk som separatorer, innpakninger, fiksturer eller pakninger under Czochralski-krystallvekst og prosesser for gjenvinning av edelmetaller. Egenskapene gjør den også velegnet til bruksområder som krever høy temperaturstabilitet og kjemisk inertitet, for eksempel høyenergibatterier, termiske barrierebelegg eller metallurgisk behandling av superlegeringer eller sjeldne jordartsmetaller.

Filt av zirkoniumoksid

RS-ZFELT er et mekanisk sammenlåst ikke-vevd stoff som består av yttriumdioxidstabiliserte zirkoniumdioksydfibre med en diameter på 4-6 mikrometer, vevd sammen uten bindemiddel. Det har høy styrke, seighet, kjemisk stabilitet, motstand mot alkalidamp, salter og varme løsninger uten å reagere negativt med dem, motstår oksiderende/reduserende miljøer opp til 2000 grader C og har samtidig utmerkede varmeisolerende egenskaper opp til dette temperaturområdet.

Fibermateriale som dette fibermaterialet er et ideelt valg for Czochralski-metoden for krystallvekst, isolasjon for platina- og iridiumdigler, kondensatgjenvinningsmaterialer for gjenvinning av edelmetallkondensater, beskyttende innpakning for høyenergiseparatorer og ildfaste foringer, beskyttende innpakning av høyenergiseparatorer eller til og med beskyttende innpakning for høyenergiseparatorer med opptil 30% yttria-innhold som beskyttende innpakningsmaterialer, og høyenergiseparatorforinger med ildfaste foringer som er ildfaste for å oppnå sikker krystallvekst.

Ren zirkonia eksisterer ved romtemperatur som monoklin fase, og når den utsettes for raske temperatursvingninger, kan den oppleve en uventet faseovergang som forstyrrer egenskapene og ytelsen til keramiske materialer. For å redusere denne morfologiske ustabiliteten kan yttria-stabilisering muliggjøre kubisk zirkoniafase og eliminere denne ustabiliteten; doping med y-dop har også vist seg å begrense kornvekst ved høye temperaturer.

Fibre av zirkoniumoksid

ZYBF-bulkfibre er ildfaste materialer som kan formes til stive former ved hjelp av vakuumformingsmaskiner, og deretter integreres i keramiske legemer og belegg. Det ekstremt høye styrke/seighet-forholdet gjør at de tåler støtskader godt, noe som gjør dem egnet som trådførere under montering og produksjon for å hindre at de hekter seg fast eller floker seg, og den lyse fargen gjør det lettere enn noensinne å identifisere metalliske materialer med fin tykkelse. De lave friksjonsnivåene reduserer dessuten kassasjonsraten.

Tilsetning av yttria til zirkoniumoksidkilder kan øke stabiliteten i tetragonal fase ved høyere temperaturer, samtidig som det endrer syntetiske mekanismer og bremser kornveksten, men forhindrer ikke fullt ut innsnevring og sintring når det brennes ved 1400 °C på grunn av overgang fra tetragonal fase til kubisk fase og endringer i massetransport; doping med yttria hindrer innsnevring, men forhindrer det ikke helt, men reduserer dannelsen av små korn i sluttproduktet betydelig.

Strukturelle materialer av zirkoniumoksid

Yttria-stabilisert zirkoniumoksid (YSZ) er et eksepsjonelt keramisk materiale med enestående egenskaper. På grunn av sin termiske stabilitet og evne til å motstå høye temperaturer uten at den kjemiske strukturen endres vesentlig, blir YSZ ofte valgt til bruksområder som ovnsforinger og ildfaste materialer.

I motsetning til aluminiumoksid, som kan bli skadet når det utsettes for syrer eller kjemikalier som løsemidler, forblir yttriumoxid-stabilisert zirkoniumoksid uskadet av kontakt med syrer eller kjemikalier og brytes ikke ned over tid - noe som gjør det ideelt for belegg som brukes på maskindeler som er utsatt for slitasje fra korrosjonsfremkallende forurensninger.

YSZ-materialet har også utmerket ionisk ledningsevne, slik at oksygenioner kan bevege seg fritt gjennom krystallstrukturen ved høye temperaturer, noe som gjør det ideelt egnet til bruksområder som oksygensensorer og fastoksidbrenselceller. YSZ er tilgjengelig som sfærisk pulver som kan vakuumformes til stive former eller maskinbearbeides med presise toleranser for nøyaktig maskinarbeid, og dimensjonene forblir stabile opp til 1650 grader C uten behov for organiske bindemidler for stabilisering.