Material

Seramik Zirkonia (Y-TZP)

Zirkonia distabilkan itria (Y-TZP) ialah oksida seramik paling ulet, dengan kekuatan retak 8–10 MPa·m^1/2 dan kekuatan lenturan sehingga 1200 MPa. Gabungan ini membolehkannya menahan hentaman dan beban sisi — perkara…

Custom Precision Ceramic Parts

Zirkonia distabilkan itria (Y-TZP) ialah oksida seramik paling ulet, dengan kekuatan retak 8–10 MPa·m^1/2 dan kekuatan lenturan sehingga 1200 MPa. Gabungan ini membolehkannya menahan hentaman dan beban sisi — perkara yang akan meretakkan alumina atau silikon karbida. Itulah sebab zirkonia wujud dalam bilah pisau, tiub pam, kepala sendi buatan dan sebarang aplikasi di mana komponen seramik menanggung tekanan mekanikal kuat.

Zirkonia juga mempunyai kekonduksian haba terendah dalam kalangan seramik struktur di sini (2–3 W/m·K), menjadikannya penghalang haba semula jadi. Ketumpatannya (~6 g/cm³) lebih tinggi daripada alumina maka reka bentuk sensitif berat akan memilih bahan lebih ringan, tetapi apabila keuletan menjadi penentu, zirkonia sering menjadi jawapan.

Typical Properties

Indicative ranges — confirm grade and test conditions before design commitment.

PropertyIndicative Value
KomposisiYttria-stabilised zirconia (Y-TZP)
Ketumpatan6.00-6.05 g/cm3
Kekerasan Vickers1200-1350 HV
Kekuatan lenturan900-1200 MPa
Kekuatan retak8-10 MPa.m1/2
Suhu operasi maksimum800-1000 C
Kekonduksian haba2-3 W/m.K
Pengembangan haba (20-1000 C)10.0 x10-6/K
Potential Advantages

Kekuatan retak tertinggi dalam kalangan oksida teknikal; rintangan geseran gelincir cemerlang; boleh digilap ke kekasaran optik; biokompatibel baik untuk implant perubatan.

Design Considerations

Gred penstabil (kandungan itria) menentukan kedua-dua keuletan dan suhu operasi maksimum — Y-TZP 3 mol% memberi kekuatan terbaik pada suhu bilik tetapi mula merosot melebihi ~800 °C. Untuk beban haba lebih tinggi, pertimbangkan zirkonia separa distabilkan (PSZ) atau beralih ke SiC/Si₃N₄.

Limitations & Trade-offs

Perendahan suhu rendah (LTD) dalam kelembapan dari 200–300 °C mengehadkan penggunaan jangka panjang dalam wap atau persekitaran basah kecuali gred khusus tahan LTD. Tidak digunakan sebagai penebat dalam sesetengah formulasi — sahkan rintangan elektrik jika pengasingan dielektrik diperlukan.