Anwendung von Zirkonoxidkeramik

Zirkonoxidkeramik (ZrO₂-Keramik) wird aufgrund ihrer hohen Zähigkeit, Thermoschockbeständigkeit und Hochtemperaturstabilität geschätzt und findet breite Anwendung in der Automobilindustrie, Medizin, Elektronik und Industrie. Die spezifischen Anwendungsgebiete sind:

1. Automobilindustrie (Kernanwendungsfeld)

• Abgassensoren: Yttrium-stabilisiertes Zirkoniumdioxid (YSZ) ist das wichtigste Elektrolytmaterial für Sauerstoffsensoren und NOₓ-Sensoren in Kraftfahrzeugen. Es kann die Sauerstoffkonzentration im Abgas bei hohen Temperaturen (300–900 °C) genau erfassen und so dem Motor helfen, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu optimieren und die Emissionen zu reduzieren.

• Komponenten für elektrische Antriebssysteme: Wird zur Herstellung von Keramiklagern (für Hochgeschwindigkeitsmotoren von Fahrzeugen mit alternativer Energie) und Motorisolationsteilen verwendet. Seine hohe Zähigkeit und Verschleißfestigkeit gewährleisten einen langfristig stabilen Betrieb des Motors und halten den Temperaturschwankungen des Antriebssystems stand.

• Motor- und Wärmemanagementteile: Wird in Motorventilsitzen, Hitzeschilden und Turboladerkomponenten eingesetzt. Seine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit (hält Temperaturschwankungen von ≥500 °C stand) und Hochtemperaturstabilität (langfristiger Einsatz bis zu 1200 °C) passt sich der rauen thermischen Umgebung des Motors an.

• Bremssystemzubehör: Als Verbundwerkstoffkomponente in Keramikbremsbelägen verbessert es die Verschleißfestigkeit und Hochtemperaturbeständigkeit des Bremsbelags, reduziert Bremsgeräusche und verlängert die Lebensdauer.

2. Medizinischer Bereich

• Zahnrestaurationen: Die gängigste Anwendung – wird zur Herstellung von Kronen, Brücken und Implantaten aus Vollzirkonoxid verwendet. Es hat eine natürliche zahnähnliche Transluzenz, ist ungiftig und hat eine ausgezeichnete Biokompatibilität (keine allergische Reaktion auf menschliches Gewebe) und seine Festigkeit reicht aus, um den Kaukräften standzuhalten.

• Chirurgische Instrumente und Implantate: Herstellung hochpräziser chirurgischer Skalpellklingen (mit scharfen Kanten und Verschleißfestigkeit) und orthopädischer Implantate (z. B. künstliche Gelenkköpfe). Die Korrosionsbeständigkeit (beständig gegen Körperflüssigkeiten) und Biokompatibilität verhindern Abstoßungsreaktionen.

3. Elektronik und Elektrotechnik

• Elektronische Substrate und Isolatoren: Werden als Hochfrequenz-Schaltungssubstrate und Isolatorteile für Leistungselektronikgeräte (z. B. IGBT-Module) verwendet. Seine gute elektrische Isolierung (Volumenwiderstand ≥10¹⁴ Ω·cm) und Wärmeleitfähigkeit tragen zur Wärmeableitung von elektronischen Komponenten bei und gewährleisten eine stabile Signalübertragung.

• Teile für die Halbleiterverarbeitung: Herstellung von Quarz-Boot-Auskleidungen und Waferträgern für Halbleiterfabriken. Es ist beständig gegen hohe Temperaturen (hält Glühprozessen bei 1200 °C stand) und Korrosion (beständig gegen säurebasierte Reinigungsmittel), wodurch eine Kontamination der Wafer vermieden wird.

4. Industrielle und alltägliche Anwendungsbereiche

• Verschleißfeste Komponenten: Wird für Gleitringdichtungen, Pumpenlaufräder und Keramikdüsen (für Sprühgeräte) verwendet. Seine hohe Härte (Mohshärte 8,5) und Verschleißfestigkeit verlängern die Lebensdauer der Teile unter rauen Arbeitsbedingungen (z. B. Schlammtransport, Hochdrucksprühen).

• Küchengeschirr und Dekorationen: Macht Messer aus Zirkonoxidkeramik (scharf, kein Rost, keine Metallionenabscheidung) und hochwertige dekorative Platten. Es ist ungiftig, leicht zu reinigen und hat eine glatte Oberfläche, die im täglichen Leben beliebt ist.

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