氧化鋁VS氧化鋯

氧化鋯的耐磨性是氧化鋁陶瓷的15倍，他的磨擦系數(shù)僅為氧化鋁陶瓷的1/2，而氧化鋁陶瓷本身的磨擦系數(shù)就非常低。氧化鋯陶瓷的致密度比氧化鋁陶瓷更高，氧化鋁陶瓷的密度為3.6，氧化鋯陶瓷的密度為6，質(zhì)地更細(xì)膩，經(jīng)研磨加工后，表面光潔度更高，可達(dá)9以上，呈鏡面狀，極光滑，摩擦系數(shù)更小。另外氧化鋯陶瓷的韌性又極好，克服了陶瓷本身所固有的脆性，耐磨性更高，產(chǎn)品使用壽命極大延長。

氧化鋯陶瓷相比氧化鋁陶瓷的主要缺點：

1. 成本顯著更高

• 原料成本高：鋯英砂等原材料價格遠(yuǎn)高于鋁礬土。

• 加工難度大：氧化鋯燒結(jié)溫度高、工藝復(fù)雜（如需要穩(wěn)定劑、熱等靜壓等），制造成本高。

• 成品價格：同等規(guī)格下，氧化鋯陶瓷的價格通常是氧化鋁陶瓷的 2–5倍甚至更高。

• ? 影響：限制了其在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用中的普及，多用于高附加值或極端關(guān)鍵場合。

2. 硬度和耐磨性略低（在高應(yīng)力磨損中）

• 硬度對比：

• 氧化鋁陶瓷（95% Al?O?）：HRA 85–90，莫氏硬度 9

• 氧化鋯陶瓷（Y-TZP）：HRA 70–80，莫氏硬度約 7.5–8

• 耐磨性表現(xiàn)：

• 在高應(yīng)力、高硬度顆粒沖刷的工況下（如輸送石英砂、煤灰、礦渣），氧化鋁的高硬度使其抗切削磨損能力更強。

• 氧化鋯雖然韌性好，但在面對硬質(zhì)顆粒時，表面更容易被“犁削”，長期耐磨性不如氧化鋁。

• ? 結(jié)論：在純磨損工況下，氧化鋁通常更優(yōu)。

3. 高溫穩(wěn)定性較差（存在相變風(fēng)險）

• 相變老化（Low-Temperature Degradation, LTD）：

• 氧化鋯在 200–400°C 溫度區(qū)間長期使用時，可能發(fā)生從四方相向單斜相的轉(zhuǎn)變，伴隨約3–5%的體積膨脹，導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋，強度下降，甚至碎裂。

• 這種現(xiàn)象在潮濕環(huán)境中會加速。

• 氧化鋁的優(yōu)勢：

• 氧化鋁在 1000°C 以下都非常穩(wěn)定，無相變，熱穩(wěn)定性ji佳。

• ? 影響：氧化鋯不適合用于中高溫長期服役的工業(yè)管道系統(tǒng)（如電廠、冶金），而氧化鋁更可靠。

4. 密度更大，重量更重

• 密度對比：

• 氧化鋁陶瓷：約 3.6–3.9 g/cm3

• 氧化鋯陶瓷（Y-TZP）：約 5.6–6.0 g/cm3

• 影響：

• 同樣體積下，氧化鋯陶瓷更重，增加管道系統(tǒng)的負(fù)荷。

• 在大尺寸彎頭或長距離鋪設(shè)時，結(jié)構(gòu)支撐要求更高，安裝難度增加。

5. 加工和成型難度大

• 氧化鋯陶瓷燒結(jié)收縮率大，尺寸控制難，復(fù)雜形狀（如異形彎頭）成型難度高。

• 通常更適合小尺寸、精密零件（如義齒、刀具、軸承球），而不適合大規(guī)模生產(chǎn)的管道內(nèi)襯。

6. 耐化學(xué)腐蝕性略遜于氧化鋁

• 氧化鋁是中性氧化物，耐酸堿性佳（除氫氟酸外）。

• 氧化鋯在強酸（尤其是硫酸、鹽酸）和強堿環(huán)境中穩(wěn)定性較差，可能發(fā)生腐蝕或相變加速。

• 在化工、脫硫等腐蝕性環(huán)境中，氧化鋁更具優(yōu)勢。

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