Zircónio estabilizado com ítria avançado para aplicações a altas temperaturas

A zircónia estabilizada com ítria pode suportar temperaturas elevadas sem ser comprometida por ácidos ou produtos químicos, proporcionando uma proteção fiável.

A zircónia estabilizada com ítria (YSZ) possui propriedades únicas que a tornam um material essencial numa variedade de aplicações de ponta. Produzida pela mistura de óxido de ítria com dióxido de zircónio à temperatura ambiente para formar estruturas cristalinas cúbicas, as propriedades únicas da YSZ tornam-na indispensável.

Cilindros de óxido de zircónio

A resistência física torna a zircónia estabilizada com ítria um material ideal para utilização em revestimentos de fornos e tapetes de isolamento, uma vez que lhe permite suportar temperaturas elevadas sem sofrer degradação da estrutura ou integridade. Isto torna-o numa excelente escolha de material.

A zircónia estabilizada com ítria pode conduzir iões de oxigénio a temperaturas elevadas através das suas valências Zr4+ e Y3+, tornando-a um componente indispensável nas células de combustível de óxido sólido que produzem energia limpa com menos emissões. Além disso, a sua condutividade eléctrica superior permite aos fabricantes de automóveis utilizar componentes de motor mais leves que melhoram a eficiência do combustível, aumentando simultaneamente o desempenho e diminuindo o peso total do veículo.

O ZYF (Yttria Stabilized Zirconia Fiberd Felt) pode ser formado a vácuo em formas rígidas para utilização como separadores, invólucros, acessórios ou juntas durante o crescimento de cristais Czochralski e processos de recuperação de metais preciosos. Além disso, as suas propriedades tornam-no adequado para aplicações que requerem estabilidade a altas temperaturas e inércia química, tais como baterias de alta energia, revestimentos de barreira térmica ou processamento metalúrgico de superligas ou materiais de terras raras.

Feltros de óxido de zircónio

O RS-ZFELT é um tecido não tecido mecanicamente entrelaçado composto por fibras de zircónio estabilizadas com ítria de 4-6 microns de diâmetro entrelaçadas sem aglutinante. Apresenta elevada resistência, tenacidade, estabilidade química, resistência a vapores alcalinos, sais e soluções quentes sem reagir negativamente com eles, resiste a ambientes oxidantes/redutores até 2000 graus Celsius e oferece excelentes propriedades de isolamento térmico até essa gama de temperaturas.

Este material fibroso é uma escolha ideal para o método Czochralski de crescimento de cristais, isolamento para cadinhos de platina e irídio, materiais de recuperação de condensados para recuperação de condensados de metais preciosos, revestimento protetor para separadores de alta energia e revestimentos refractários, revestimento protetor de separadores de alta energia ou mesmo revestimento protetor para separadores de alta energia com um teor de ítria até 30% como materiais de revestimento protetor e requisitos de refractariedade de revestimentos de separadores de alta energia para um crescimento seguro de cristais.

A zircónia pura existe à temperatura ambiente como fase monoclínica e, quando sujeita a rápidas flutuações de temperatura, pode sofrer uma transição de fase imprevista que perturba as propriedades e o desempenho dos materiais cerâmicos. Para atenuar esta instabilidade morfológica, a estabilização com ítria permite a fase cúbica da zircónia e elimina esta instabilidade; a dopagem com y dop também demonstrou limitar o crescimento do grão a temperaturas elevadas.

Fibras de óxido de zircónio

As fibras a granel ZYBF são materiais refractários que podem ser moldados em formas rígidas utilizando máquinas de moldagem a vácuo, sendo depois integradas em corpos e revestimentos cerâmicos. A sua relação extremamente elevada entre resistência e dureza resiste bem aos danos causados pelo impacto, tornando-as adequadas para utilização como guias de fios durante a montagem e o fabrico, para evitar que fiquem presos ou emaranhados, com a cor clara a tornar os materiais metálicos de calibre fino mais fáceis de identificar do que nunca. Além disso, os baixos níveis de fricção reduzem as taxas de desperdício.

A adição de ítria às fontes de óxido de zircónio pode aumentar a estabilidade da fase tetragonal a temperaturas mais elevadas, ao mesmo tempo que altera os mecanismos de síntese e retarda o crescimento dos grãos, mas não impede totalmente o estrangulamento e a sinterização quando queimado a 1400 graus Celsius, devido à transição da fase tetragonal para a fase cúbica e às alterações no transporte de massa; a dopagem com ítria dificulta o estrangulamento, mas não o impede totalmente, mas diminui significativamente a formação de pequenos grãos no produto final.

Materiais estruturais de óxido de zircónio

A zircónia estabilizada com ítria (YSZ) é um material cerâmico excecional com propriedades excepcionais. Devido à sua estabilidade térmica e capacidade de suportar temperaturas elevadas sem sofrer alterações significativas na estrutura química, o YSZ é frequentemente escolhido para aplicações como revestimentos de fornos e refractários.

Ao contrário da alumina, que pode ficar danificada quando exposta a ácidos ou produtos químicos, tais como solventes, a zircónia estabilizada com ítria não é danificada pelo contacto com ácidos ou produtos químicos e não se degrada com o tempo - o que a torna ideal para revestimentos utilizados em peças de máquinas sujeitas a desgaste devido a contaminantes causadores de corrosão.

O material YSZ também possui uma excelente condutividade iónica, permitindo que os iões de oxigénio se movam livremente através da sua estrutura cristalina a altas temperaturas, tornando-o ideal para aplicações como sensores de oxigénio e células de combustível de óxido sólido. Disponível sob a forma de pó esférico que pode ser moldado sob vácuo em formas rígidas ou maquinado com precisão dentro de tolerâncias apertadas para um trabalho de máquina preciso; as suas dimensões permanecem estáveis até 1.650 graus C sem necessidade de ligantes orgânicos para estabilização.