지르코니아 세라믹의 탁월한 내구성

지르코니아는 광범위한 산업 응용 분야를 위한 첨단 소재 솔루션을 제공합니다. ZTA의 놀라운 복합재부터 Ce-TZP의 내마모성까지, 다양한 구성으로 다양한 산업 요구 사항을 충족하는 고성능 솔루션을 제공합니다.

적층 제조 지르코니아 세라믹의 기계적 성능에는 원료 슬러리 비율, 다공성 및 응집체, 층 간 연결, 수축 등 다양한 요인이 영향을 미칠 수 있습니다.

코어매트릭스(r) 3D 프로

세라믹 블록은 다른 수복 재료보다 더 강하고 내구성이 뛰어나 치과 수복에 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 또한 세라믹 블록은 열팽창 계수가 낮아 온도 변화에 따라 팽창하거나 수축하지 않으므로 크라운이나 베니어와 같이 온도 변화가 심한 부위에 사용하기에 적합합니다. 또한 세라믹 블록은 다른 재료보다 세척이 용이하여 내구성이 필요한 치과 분야에서 세라믹을 매력적인 옵션으로 만드는 또 다른 요소입니다.

CAD/CAM으로 제작된 올세라믹 보철물은 환자에게 오래 지속되고 아름다운 결과를 제공할 수 있지만, 모든 세라믹이 동일한 것은 아닙니다. 특정 세라믹은 다른 세라믹보다 생체 적합성과 심미성이 우수하므로 각 환자의 개별 요구에 맞는 이상적인 재료를 선택하는 것이 중요합니다. 현재 수복 치료에 사용되는 두 가지 인기 있는 재료는 디실리케이트 리튬과 지르코니아입니다.

하지만 CAD/CAM 기술의 발전으로 이제 치과의사들은 더 많은 옵션을 사용할 수 있게 되었습니다. ZrO(이트리아 안정화 지르코니아)는 치과용 세라믹 중 가장 높은 기계적 특성을 가진 매우 단단한 재료로, 굴곡 강도가 최대 100MPa에 달해 PFM이나 금속 기반 크라운보다 파절에 더 효과적으로 저항합니다. 또한 모놀리식 ZrO는 금이나 도자기 하부 구조 재료와 융합되는 취약한 층을 포함하지 않아 CAD/CAM 시스템을 통한 제작이 가능합니다.

ZTA 샤프트

ZTA 세라믹은 고급 지르코니아 강화 알루미나 하이브리드 소재로, 두 소재의 장점을 모두 갖추고 있습니다. 내마모성이 뛰어나고 경도/인성이 개선되어 성능이 향상되고 수명이 길어지는 동시에 지르코니아 강화 구조로 인해 내식성이 뛰어나 다른 세라믹을 파괴할 수 있는 환경에서도 견딜 수 있는 것이 ZTA의 장점입니다.

알루미나와 지르코니아로 제작된 ZTA 세라믹 샤프트는 첨단 산업용 세라믹 중 가장 높은 항복 강도를 제공하여 고장이 발생하기 전까지 고온을 장시간 견딜 수 있습니다. 이러한 장점 덕분에 ZTA 샤프트는 마모 압력으로 인해 시간이 지남에 따라 응력 피로 손상이 발생하는 기계 장비 애플리케이션에 특히 적합합니다.

이트리아가 추가된 지르코니아는 표준 알루미나 및 질화규소보다 훨씬 강해져 10배 이상 향상된 충격 저항성을 제공합니다. 물체가 ZTA 세라믹 샤프트에 부딪히면 지르코니아 내포물이 작은 장벽처럼 작용하여 구조에 균열이 생기기 전에 에너지를 흡수하고 발산합니다.

ZTA 세라믹 튜브는 기계 공학, 내화물, 화학 및 야금 산업에서 까다로운 다양한 용도로 사용됩니다. 고온, 산 및 알칼리에 대한 내성이 뛰어나고 경도와 인성이 우수하여 화학 액체를 운반하거나 운반용 단열 보호 슬리브로 사용하기에 완벽한 소재입니다. 또한 생체 적합성, 무독성 및 오염 물질이 없어 의료용 및 내화성 용도에 적합합니다!

MSZ

지르코니아 세라믹 소재는 시중에서 가장 견고한 세라믹 중 하나로, 플라스틱, 금속 및 기타 세라믹이 사용할 수 없는 작동 환경에서도 뛰어난 내마모성과 마모/인성을 제공합니다. 지르코니아는 구조 부품, 부싱, 피스톤 슬리브 가이드 절연체 등의 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.

알루미나, MSZ 및 YSZ의 파단 표면의 SEM 이미지는 모두 파단 모드에 상당한 영향을 미치는 3중 미세 구조를 나타냅니다. YSZ의 경우 이러한 미세 구조는 입계 파괴 모드를 나타내며, MSZ와 WO3의 경우 입계 파괴 모드를 나타내며, 두 재료 테스트 결과는 테스트한 세 재료 모두 실험 파괴 값에 근접했습니다.

마그네시아 안정화 지르코니아(2.8mol% MgO) 및 WO3로 개질된 다공성 멀라이트 샘플은 평균 다공도가 73.2 + 2.2%로 소결된 샘플 중 가장 높은 겉보기 다공성을 가집니다. WO3의 양을 두 배로 늘리면 다공성이 66 + 2%로 감소합니다.

MSZ 및 WO3 세라믹 샘플은 높은 비열 용량과 낮은 열 확산률을 특징으로 하며, 이트리아 안정화 지르코니아(8mol% Y2O3) 및 WO3에 비해 열 충격 저항성을 크게 향상시킵니다. 알루미나, MSZ 및 YSZ의 볼온링 TRS 테스트 결과 엔지니어링 세라믹에서 기대할 수 있는 허용 범위 내의 특성 강도를 보였으며 웨이불 계수는 고급 엔지니어링 세라믹에서 허용 가능한 범위 내에 속했습니다.

CSZ

이트리아 부분 안정화 지르코니아(Y-PSZ)는 오랫동안 열 차단 코팅(TBC)을 위한 세라믹 소재로 널리 사용되어 왔습니다. 고온 안정성, 우수한 인성 및 낮은 열전도율을 제공할 뿐만 아니라 산소 수송 이온 수송이 부족하여 고온에서 노화가 진행되지만, 고온에서 노화 및 치밀화로 인해 내구성이 저하되고 산소 수송이 제한되어 내구성이 더욱 저하됩니다. 이러한 단점을 해결하기 위해 세리아 안정화 지르코니아 세라믹(CSZ)은 세리아 안정화 지르코니아를 산화 촉진제로 사용하고 이중층 구조를 통해 열충격에 대한 저항력을 높인 것이 특징입니다.

8 중량% 이트리아에 비해 CSZ는 뛰어난 내구성과 인성 특성을 제공합니다. 또한 고온에서 상전이 현상이 일어나지 않으며 소결 저항성이 우수합니다. 또한 열전달 계수와 산소 이온 확산도가 높아 본드 코팅과 기판 산화를 더 잘 방지할 수 있습니다.

가돌리늄 지르코네이트(GZO), 란탄산 육알루미늄(LaAlO3), 지르코네이트 칼슘(CaZrO3), 세리아 안정화 지르코니아(CSZ) 등 첨단 소재가 최첨단 열기계 베어링 커버(TBC)에 사용되어 금속과 세라믹을 열 분해로부터 보호하고 가스터빈 애플리케이션에서 고온 내식성은 물론 마모 방지 기능을 강화합니다.

연구원들은 고온에서의 거동을 더 잘 이해하기 위해 두꺼운 CYSZ 다층 시스템에 대한 고온 부식 테스트를 실시했습니다. 각 영역에 대한 광범위한 분석을 수행한 결과, 공격적인 S염 및 Na 함유 염으로 인한 손상은 발견되지 않았습니다. 또한 고온 부식 테스트가 완료된 후에도 TGO 영역의 형태는 코팅의 형태와 일관되게 유지되었습니다.