Tsirkooniumoksiid on saadaval peamiselt kolmes materjalis: puhas tsirkooniumoksiid, tsirkooniumoksiid-karastatud alumiiniumoksiid ja osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiid. Nendel materjalidel on koostise ja töötlemise erinevuste tõttu erinevad füüsikalised ja keemilised omadused, mis vastavad erinevatele kasutusnõuetele.
Tsirkooniumoksiid on suurepäraste füüsikaliste ja keemiliste omadustega suure-jõudlusega anorgaaniline mitte-metalliline materjal. Sõltuvalt koostisest ja valmistamisprotsessist võib tsirkooniumoksiidi liigitada erinevateks materjalideks. Allpool tutvustame üksikasjalikult kolme peamist tsirkooniumoksiidi materjali.
Puhas tsirkooniumoksiid
Puhas tsirkooniumoksiid viitab ühendile, mis koosneb tsirkooniumi- ja hapnikuelementidest, millel on kõrge kõvadus, kõrge tugevus, kõrge kulumiskindlus ja hea keemiline stabiilsus. Lisaks on puhtal tsirkooniumoksiidil kõrge murdumisnäitaja ja madal soojusjuhtivus, mistõttu leiab laialdast kasutust optilistes ja soojusisolatsioonimaterjalides. Kuid puhtal tsirkooniumoksiidil on nõrk sitkus ja see võib löögi ajal puruneda, mis võib piirata selle kasutamist teatud rakendustes, mis nõuavad suurt sitkust.
Tsirkooniumoksiid-Karastatud alumiiniumoksiid
Puhta tsirkooniumoksiidi halva vastupidavuse ületamiseks on teadlased välja töötanud tsirkooniumoksiid{0}}karastatud alumiiniumoksiidi materjalid. Selle materjali valmistamiseks lisatakse alumiiniumoksiidi maatriksile spetsiaalse protsessi abil teatud kogus tsirkooniumoksiidi osakesi. Tsirkooniumoksiidi mikroosakeste lisamine võib tõhusalt parandada materjalide sitkust ja löögikindlust, säilitades samal ajal kõrge kõvaduse ja kulumiskindluse. Seetõttu kasutatakse tsirkoonium-karastatud alumiiniumoksiidi laialdaselt keraamilistes lõikeriistades, abrasiivides ja kulumiskindlates katetes.
Osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiid
Osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiid on erilise struktuuriga tsirkooniumoksiidmaterjal. Lisades tsirkooniumoksiidile sobivaid stabilisaatoreid (nagu kaltsiumoksiid ja magneesiumoksiid), suudab see säilitada stabiilse kristallstruktuuri kõrgetel temperatuuridel, avaldades seega head soojuslöögikindlust ja kõrget mehaanilist tugevust. Osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiidil on suur tähtsus kõrge temperatuuriga komponentide valmistamisel kosmosetööstuses, tuumaenergeetikas ja muudes valdkondades ning seda kasutatakse laialdaselt ka meditsiinivaldkondades, nagu hambakeraamika.
Kokkuvõttes on kolmel peamisel materjalil tsirkooniumoksiid-puhas tsirkooniumoksiid, tsirkooniumoksiid-karastatud alumiiniumoksiid ja osaliselt stabiliseeritud tsirkooniumoksiid-, millel kõigil on toimivuse, rakenduste ja ettevalmistusprotsesside osas ainulaadsed omadused. Nende materjalide omaduste mõistmine aitab paremini valida ja rakendada tsirkooniumoksiidmaterjale, et vastata erinevate valdkondade vajadustele.
