Zirkón je dostupný hlavne v troch materiáloch: čistý zirkón, zirkón-tvrdený oxid hlinitý a čiastočne stabilizovaný zirkón. Tieto materiály vykazujú rôzne fyzikálne a chemické vlastnosti v dôsledku variácií v zložení a spracovaní, čím spĺňajú rôzne aplikačné požiadavky.
Oxid zirkoničitý je vysokovýkonný-anorganický nekovový-materiál s vynikajúcimi fyzikálnymi a chemickými vlastnosťami. V závislosti od zloženia a procesu prípravy možno oxid zirkoničitý kategorizovať do rôznych materiálov. Nižšie si podrobne predstavíme tri hlavné materiály zirkónu.
Čistý zirkón
Čistý oxid zirkoničitý sa vzťahuje na zlúčeninu zloženú zo zirkónu a kyslíkových prvkov, ktorá má vysokú tvrdosť, vysokú pevnosť, vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a dobrú chemickú stabilitu. Okrem toho má čistý zirkón vysoký index lomu a nízku tepelnú vodivosť, a preto nachádza široké uplatnenie v optických a tepelne izolačných materiáloch. Čistý oxid zirkoničitý má však nízku húževnatosť a je náchylný na zlomenie pri náraze, čo môže obmedziť jeho použitie v určitých aplikáciách vyžadujúcich vysokú húževnatosť.
Zirkónia-Tvrdený oxid hlinitý
Na prekonanie slabej húževnatosti čistého oxidu zirkoničitého vyvinuli výskumníci materiály z oxidu hlinitého-tvrdeného zirkónom. Tento materiál sa pripravuje pridaním určitého množstva častíc oxidu zirkoničitého do matrice oxidu hlinitého pomocou špeciálneho procesu. Pridanie mikročastíc oxidu zirkoničitého môže účinne zlepšiť húževnatosť a odolnosť materiálov proti nárazu pri zachovaní vysokej tvrdosti a odolnosti proti opotrebeniu. Zirkóniom-tvrdený oxid hlinitý sa preto široko používa v keramických rezných nástrojoch, brúsivách a povlakoch odolných-opotrebeniu.
Čiastočne stabilizovaný oxid zirkoničitý
Čiastočne stabilizovaný oxid zirkoničitý je zirkónový materiál so špeciálnou štruktúrou. Pridaním vhodných stabilizátorov (ako je oxid vápenatý a oxid horečnatý) do oxidu zirkoničitého môže oxid zirkoničitý udržiavať stabilnú kryštálovú štruktúru pri vysokých teplotách, čím vykazuje dobrú odolnosť proti tepelným šokom a vysokú mechanickú pevnosť. Čiastočne stabilizovaný oxid zirkoničitý má veľký význam pri výrobe vysokoteplotných súčiastok v leteckom a kozmickom priemysle, jadrovej energetike a iných oblastiach a široko sa používa aj v lekárstve, ako je napríklad zubná keramika.
Stručne povedané, tri hlavné materiály zirkónia-čistý zirkón, zirkónový-tvrdený oxid hlinitý a čiastočne stabilizovaný oxid zirkoničitý-majú jedinečné vlastnosti z hľadiska výkonu, aplikácií a procesov prípravy. Pochopenie vlastností týchto materiálov pomáha pri lepšom výbere a aplikácii materiálov na báze oxidu zirkoničitého, aby vyhovovali potrebám rôznych oblastí.
