氧化锆研磨介质是氧化锆材料的一个重要应用分支,除了大量用来自己磨自己以外(磨氧化锆陶瓷粉体),在电子陶瓷粉体,磁性材料,各类陶瓷结构陶瓷及功能陶瓷粉体,日用陶瓷色料和釉料,各类涂料,机械抛光粉体,医药和食品等超细研磨中也发挥了极为重要的作用。
根据稳定剂的不同,氧化锆陶瓷有多种类型。常见的氧化锆稳定剂通常是碱土氧化物或者稀土氧化物,比如氧化钇,氧化铈,氧化钙,氧化镁。这些稳定剂稳定氧化锆的实质大致是相似的,但是性能却有所不同。在实际应用中,掺杂氧化钇的氧化锆(3mol%Y2O3部分稳定氧化锆)具有良好的综合性能,是许多氧化锆结构件的**,也是目前高性能氧化锆研磨介质的**。
从研磨材料的角度去看氧化锆,它与其它陶瓷研磨介质相比有三个非常突出的特点:其一是密度大;其二是硬度大;其三是韧性好。尽管采购成本也是大大的,但综合使用成本也还是有优势,更重要的一点部分不能受到污染的高纯物料就得用低磨损的它。如研磨电子元件浆料,金属Fe、Cu等元素应避免,含有Fe2O3或CuSO4等成份的研磨介质就不在选择之列。故氧化锆研磨介质非常适合要求低杂质的场合。
首先氧化锆密度大,因而比重大冲击力大粉碎能量大,与大量使用的氧化铝陶瓷魔球相比,高品质的氧化锆陶瓷密度可达6.0g/cm(氧化铝密度大约在3.5g/cm³-3.9g/cm³),因此冲击力大,在同样的条件下,可以大大减少所需的研磨时间,让材料研磨过程段更高效。
其次,氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷的硬度相近,约为12-14GPa,且强度高达800-1000MPa,断裂韧性可达10MPa·m1/2,均为氧化铝陶瓷的2~3倍,因此氧化锆压碎强度高不易破损,而且其极低的磨耗可以显著减少杂质引入被研磨材料之间。从而非常适应用于砂磨机,高速振动磨机等设备中,特别在一些对杂质敏感的领域更是划算。碎珠及磨损少,无需经常补料,因此综合使用成本仍然相对较低。