Im Gegensatz zu herkömmlichen Keramiken, die oft hart und spröde sind, bietet Zirkonoxid eine hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Flexibilität, die weit über die der meisten anderen technischen Keramiken hinausgeht. Zirkonoxid ist eine sehr robuste technische Keramik mit hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich Härte, Bruchzähigkeit und Korrosionsbeständigkeit – und das alles ohne die für Keramiken typische Sprödigkeit.
Es gibt verschiedene Zirkonoxid-Sorten, die gängigsten sind Yttriumoxid-teilstabilisiertes Zirkonoxid (Y-PSZ) und Magnesiumoxid-teilstabilisiertes Zirkonoxid (Mg-PSZ). Beide Werkstoffe bieten hervorragende Eigenschaften. Die Einsatzumgebung und die Bauteilgeometrie bestimmen jedoch, welche Sorte für bestimmte Anwendungen geeignet ist (mehr dazu weiter unten). Dank seiner einzigartigen Beständigkeit gegen Rissausbreitung und seiner hohen Wärmeausdehnung eignet sich Zirkonoxid hervorragend zum Verbinden von Keramik mit Metallen wie Stahl. Aufgrund dieser besonderen Eigenschaften wird Zirkonoxid auch als „Keramikstahl“ bezeichnet.
Allgemeine Eigenschaften von Zirkonoxid
● Hohe Dichte – bis zu 6,1 g/cm^3
● Hohe Biegefestigkeit und Härte
● Ausgezeichnete Bruchzähigkeit – schlagfest
● Hohe maximale Einsatztemperatur
● Verschleißfest
● Gutes Reibungsverhalten
● Elektrischer Isolator
● Geringe Wärmeleitfähigkeit – ca. 10 % von Aluminiumoxid
● Korrosionsbeständigkeit in Säuren und Laugen
● Elastizitätsmodul ähnlich dem von Stahl
● Wärmeausdehnungskoeffizient ähnlich dem von Eisen
Zirkonoxid-Anwendungen
● Drahtzieh-/Formwerkzeuge
● Isolierringe in thermischen Prozessen
● Präzisionswellen und -achsen in Umgebungen mit hohem Verschleiß
● Ofenprozessrohre
● Verschleißfeste Pads
● Thermoelement-Schutzrohre
● Sandstrahldüsen
● Feuerfestes Material
Veröffentlichungsdatum: 14. Juli 2023