Principaux processus des produits en céramique de zircone
La zircone fait généralement référence àdioxyde de zirconium (ZrO2), l'oxyde primaire du zirconium. Contrairement aux céramiques traditionnelles sujettes aux changements de dureté et de fragilité, la zircone présente une résistance, une résistance à l'usure et une flexibilité élevées, surpassant la plupart des autres céramiques techniques.
Pour améliorer ses propriétés mécaniques et sa stabilité thermique, les céramiques de zircone intègrent généralement des stabilisants. Selon le stabilisant utilisé, la zircone partiellement stabilisée (PSZ) peut être classée enzircone stabilisée à l'yttria (Y-PSZ)etzircone stabilisée à la magnésie (Mg-PSZ).Le choix entre ceux-ci dépend des exigences spécifiques de l'application.
En raison de ses propriétés uniques, la zircone trouve de nombreuses applications dans divers secteurs :
●Céramiques structurelles :
Utilisé pour les matériaux structurels à haute température, résistants à la friction et à la corrosion, tels quegoujons en céramique de zircone,billes en céramique de zircone et sièges en céramique,roulements en céramique de zircone,médias de meulage en céramique de zircone, ettiges en céramique de zircone.
● Céramiques fonctionnelles :
Utilisé dans les électrolytes solides, les capteurs, les composants sensibles, la catalyse, les applications biomédicales, etc. Les produits comprennent des capteurs d'oxygène en zircone, des ferrules de fibre optique en céramique et des manchons.
● Applications grand public : Zirconecouteaux en céramiquesont connus pour leur haute résistance, leur résistance à l'usure, leurs propriétés non oxydantes, antirouille, résistantes aux acides, antistatiques et leur inertie envers les aliments, présentant un choix idéal pour les ustensiles de cuisine de haute technologie et respectueux de l'environnement comme couteaux utilitaires rétractablesetlames de coupe.
Alors, quelles sont les principales étapes de traitement pourproduits en céramique de zircone?
Ils comportent principalement quatre étapes :
1. Préparation des matières premières :
La première étape consiste à obtenir des matières premières de haute qualité. Les matières premières de zircone sont généralement du zirconium synthétisé, qui est synthétisé chimiquement pour une pureté et une stabilité plus élevées. Après avoir sélectionné les matières premières, l’étape suivante consiste à préparer le mélange. Ce mélange est généralement constitué de zirconium, de colorants et de fondants mélangés dans des proportions spécifiques. La teneur en zirconium influence considérablement le point de fusion et les performances du produit. Les colorants modifient la couleur de la céramique, tandis que les fondants abaissent le point de fusion et améliorent l'écoulement pendant la fusion.
2. Méthodes de formage :
● Pressage à sec :
Implique la compression de poudres céramiques dans les formes souhaitées en utilisant la pression. Il garantit des dimensions précises, une simplicité d'utilisation et une teneur minimale en humidité et en liant, ce qui entraîne un retrait réduit pendant le séchage et la cuisson. Le pressage à sec convient aux formes de produits plus simples avec un rapport longueur/diamètre plus petit.
● Pressage isostatique :
Se développe à partir d'un pressage à sec traditionnel, en appliquant une pression uniformément dans toutes les directions à l'aide d'un fluide. Il assure une densité uniforme dans toute la céramique, minimisant ainsi les variations de densité dans différentes directions. Cependant, cela nécessite un équipement complexe et coûteux, adapté principalement à des exigences particulières telles que de grandes tailles ou des formes uniques.
● Moulage par injection:
Consiste à mélanger des poudres céramiques avec des liants organiques, puis à injecter le mélange dans des moules sous haute pression (dizaines à centaines de MPa). Il offre une automatisation élevée, un moulage précis et une finition de surface élevée, mais nécessite un temps prolongé pour l'élimination du liant lors de la cuisson ultérieure et peut entraîner des problèmes de qualité.
3. Frittage à haute température :
Après formage, les céramiques de zircone subissent un frittage, au cours duquel les particules de poudre de céramique se lient à haute température pour former des corps céramiques denses. Le frittage influence considérablement les propriétés de la céramique, le contrôle de la température, de la durée et de l’atmosphère étant essentiel. En règle générale, les céramiques de zircone sont frittées à environ 1 600 °C dans des atmosphères d'oxygène ou d'azote pour empêcher la réduction du zirconium.
4. Post-traitement :
Après frittage, les céramiques de zircone subissent un post-traitement pour améliorer leurs performances et leur apparence. Cela comprend la coupe, le perçage, le meulage et le polissage :
● Découpe : utilisée pour diviser les céramiques de zircone en différentes formes et tailles.
● Perçage : réalisé via un équipement CNC ou laser pour créer des trous de différentes tailles.
● Meulage et polissage : Lisse les surfaces et améliore la brillance à l’aide d’agents et de machines de polissage.
Ces processus garantissent que les céramiques de zircone répondent à diverses demandes d'applications dans tous les secteurs, caractérisées par leurs propriétés mécaniques, thermiques et esthétiques exceptionnelles.
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