Zirkonia Keraaminen: Zirkonia Ceramiconia: Superkova materiaali piilossa näkyvissä

Oletko koskaan purrut jotain kovaa ja pelännyt hampaan lohkeamista? Tai miettinyt, miksi jotkut veitset pysyvät terävinä paljon kauemmin kuin toiset? Tässä kohtaa tulee kyseeseen zirkoniumoksidikeramiikka - tämä aliarvostettu voimanpesä, joka on sitkeä, kiiltävä ja näkyy kaikenlaisissa odottamattomissa paikoissa. Se on valmistettu zirkoniumdioksidista, mikä on hieno tapa sanoa, että se on peräisin zirkoniumin kaltaisista mineraaleista peräisin olevasta alkuaineesta zirkoniumista. Törmäsin siihen ensimmäisen kerran, kun ostin uutta kelloa; kehys oli zirkoniaa, naarmuuntumaton ja kiiltävä kuin uusi vuosienkin jälkeen. Se sai minut innostumaan siitä, miten tämä aine yhdistää timanttisen kovuuden ja käytännöllisyyden.

Zirkonia erottuu edukseen, koska siinä on erinomainen yhdistelmä lujuutta ja joustavuutta. Mohsin kovuusasteikolla se on noin 8,5, mikä tarkoittaa, että se on safiirien tasoa ja kestää iskuja murtumatta helposti. Salainen kastike on "muuntumiskovettuminen" - kiderakenne muuttuu hieman jännityksen vaikutuksesta, jolloin se imee energiaa ja pysäyttää säröt. Materiaali ikään kuin taistelee vastaan. Lisäksi se ei johda juuri lainkaan lämpöä, kestää korroosiota eikä reagoi kemikaalien kanssa, joten se on erittäin turvallinen kehokontaktissa. Raaka zirkonia voi kuitenkin olla hankalaa; se vaihtaa faaseja korkeassa kuumuudessa, joten se on käsiteltävä esimerkiksi yttriumoksidilla tai magnesiumoksidilla, jotta se pysyy vakaassa muodossa. Ilman sitä se laajenisi ja hajoaisi lämpötilan vaihteluissa.

Historiakin on aika mielenkiintoinen. Zirkoniumia havaittiin jo 1700-luvulla jalokivissä, mutta sitkeänä keraamisena se alkoi kunnolla vasta 70-luvulla. Eräs australialainen tiedemies, Ron Garvie, keksi, miten zirkoniumista saataisiin kestävää, ja kutsui sitä "keraamiseksi teräkseksi", koska se muistuttaa metallia, mutta ei paina. Nykyään sitä valmistetaan puristamalla zirkoniumoksidijauhetta muotoon ja paistamalla sitä hullun korkeissa lämpötiloissa prosessissa, jota kutsutaan sintraukseksi. Raaka-aineen hankkiminen ei ole helppoa - suurin osa raaka-aineesta tulee Australiasta tai Etelä-Afrikasta, ja se on kallista, koska sitä on jalostettava.

Zirkoniaa löytyy kaikkialta, kun alat etsiä. Hammaslääketieteessä se on mullistava tekijä: kruunut ja sillat jäljittelevät oikeita hampaita, ovat erittäin vahvoja, eikä metalliallergioista tarvitse huolehtia. Hammaslääkärini siirtyi käyttämään niitä vuosia sitten, ja potilaat rakastavat sitä, että ne tuntuvat luonnollisilta. Lääketieteessä se on käytössä nivelten, kuten lonkkien ja polvien, tekonivelleikkauksissa - ne kestävät yli 20 vuotta minimaalisella kulutuksella. Keittiöammattilaiset kehuvat zirkoniteriä; ne pitävät terän ikuisesti eivätkä ruostu tai tahraannu. Kuutio-zirkonia jäljittelee timantteja vakuuttavasti, mutta huippuluokan versio on ylellisissä kelloissa ja koruissa, joissa on lyömätön kiilto. Tekniikan alalla sitä on autojen happiantureissa, vihreää energiaa tuottavissa polttokennoissa ja jopa vempaimien eristimissä. Ilmailu- ja avaruusteollisuudessa sitä käytetään osiin, jotka kestävät kuumuutta ilman muodonmuutoksia.

Toki, siinä on oikkuja. Kosteissa paikoissa se voi hitaasti heikentyä ajan myötä - tätä kutsutaan alhaisen lämpötilan hajoamiseksi - joten jatkuvien parannusten tarkoituksena on parantaa kestävyyttä. Kierrätys on lisääntymässä ympäristöhaittojen vähentämiseksi, ja 3D-tulostus avaa ovia räätälöidyille kappaleille lääketieteellisistä implantteihin ja avaruusvarusteisiin.

Kaiken kaikkiaan zirkoniakeraamiikka on hiljainen menestyjä - tyylikäs mutta murtumaton, maanläheinen, jossa on high-tech-tunnelma. Hävikkimaailmassamme on virkistävää, että on jotain, joka on rakennettu kestämään. Seuraavan kerran kun näet virheettömän sormuksen tai kestävän implantin, on todennäköistä, että zirkonia on se laulamaton sankari, joka on tehnyt sen.