Eigenschaften von Zirkonoxidkeramik

Zirkonoxidkeramik (ZrO₂) zeichnet sich durch einen hohen Schmelzpunkt, hohe Härte und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit aus. Sie ist bei normalen Temperaturen ein Isolator und weist bei hohen Temperaturen leitfähige Eigenschaften auf. Reines ZrO₂ ist weiß, gelb oder grau, wenn es Verunreinigungen enthält. Im Allgemeinen enthält es HfO₂, das sich nur schwer abtrennen lässt. Zirkonoxid wird üblicherweise aus Zirkonerz gewonnen.

Zirkonoxid existiert in drei Kristallformen: monoklinem Tieftemperaturkristall (m-ZrO2), tetragonalem Mitteltemperaturkristall (t-ZrO2) und kubischem Hochtemperaturkristall (c-ZrO2). Die drei Kristallformen existieren in unterschiedlichen Temperaturbereichen und können ineinander umgewandelt werden.

Zirkonoxidkeramik ist eine neue Art von Hightech-Keramik, die neben hoher Festigkeit, Härte, Hochtemperaturbeständigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit und hoher chemischer Stabilität gleichzeitig kratzfest ist, keine Signalabschirmung aufweist, eine ausgezeichnete Wärmeableitung besitzt und sich gut bearbeitbar und optisch ansprechend gestaltet, wodurch sie sich für die Massenproduktion eignet.

1. Hoher Schmelzpunkt

Der Schmelzpunkt von Zirkonoxid liegt bei 2715℃, und der hohe Schmelzpunkt sowie die chemische Inertheit machen Zirkonoxid zu einem guten feuerfesten Material.

2. Hohe Härte, gute Verschleißfestigkeit

Zirkonoxidkeramiken weisen eine höhere Härte und bessere Verschleißfestigkeit auf. Aus den spezifischen Daten geht hervor, dass die Mohs-Härte von Zirkonoxidkeramik etwa 8,5 beträgt, was sehr nahe an der Mohs-Härte von Saphir (9) liegt.

3. Die Festigkeit und Zähigkeit sind relativ groß.

Zirkonoxidkeramiken weisen eine hohe Festigkeit auf (bis zu 1500 MPa).

4. geringe Wärmeleitfähigkeit, niedriger Ausdehnungskoeffizient

Die Wärmeleitfähigkeit von Zirkonoxid ist unter den gängigen Keramikwerkstoffen am niedrigsten (1,6–2,03 W/(mK)), und sein Wärmeausdehnungskoeffizient ähnelt dem von Metallen. Daher eignet sich Zirkonoxidkeramik als Konstruktionskeramik.

5. gute elektrische Leistung

Die Dielektrizitätskonstante von Zirkonoxid ist dreimal so hoch wie die von Saphir, wodurch das Signal empfindlicher ist und es sich besser für Fingerabdruckerkennungs-Patches eignet. Aufgrund seiner Abschirmwirkung schirmt Zirkonoxidkeramik als nichtmetallisches Material elektromagnetische Signale nicht ab und beeinträchtigt nicht das interne Antennenlayout. Dadurch lässt es sich problemlos integrieren und ist für das 5G-Zeitalter geeignet.