Zirkoniumoksidin (zirkoniumdioksidi, ZrO₂) käsittely sisältää useita vaiheita raaka-aineen muuntamiseksi käyttökelpoiseen muotoon. Tässä on laaja katsaus zirkoniumoksidin käsittelyn päävaiheisiin:
1. Uutto ja jalostus
- Kaivostoiminta: Zirkoniumoksidia saadaan tyypillisesti zirkonihiekasta (ZrSiO₄), jota louhitaan rantahiekasta tai joenuomista.
- Keskittyminen: Louhittu zirkoni väkevöidään sitten käyttämällä painovoima-, magneetti- ja sähköstaattisia erotustekniikoita epäpuhtauksien poistamiseksi.
- Kemiallinen käsittely: Tiivistetty zirkoni käsitellään sitten kemiallisesti zirkoniumoksidin tuottamiseksi. Tämä käsittää yleensä zirkonin muuttamisen zirkoniumoksikloridiksi (ZrOCl2) ja sitten zirkoniumhydroksidin (Zr(OH)4) saostamisen siitä. Hydroksidi kalsinoidaan sitten zirkoniumoksidin tuottamiseksi.
2. Jauheen valmistus
- Murskaus ja jauhaminen: Kalsinoitu zirkoniumoksidi jauhetaan hienoksi jauheeksi. Tämä vaihe on ratkaiseva halutun partikkelikoon ja -jakauman saavuttamiseksi.
- Sekoitus: Zirkoniumoksidijauhetta voidaan sekoittaa muiden materiaalien kanssa tiettyjen ominaisuuksien saavuttamiseksi. Tämä voi sisältää sideaineita, pehmittimiä ja muita keraamisia materiaaleja.
3. Muodostaminen
- Painamalla: Jauhe voidaan puristaa muotoon useilla eri menetelmillä, kuten yksiakselisella puristamalla tai isostaattisella puristamalla, jolloin muodostuu viherkappaleita (polttamattomia muotoja).
- Ruiskuvalu: Monimutkaisempiin muotoihin voidaan käyttää jauheruiskuvalua (PIM).
- Ekstruusio: Ekstruusiota voidaan käyttää pitkien muotojen, kuten tankojen ja putkien, tuottamiseen.
- Slip Casting: Zirkoniumoksidijauheliete voidaan kaataa muotteihin monimutkaisten muotojen muodostamiseksi.
4. Kuivaus ja sideaineen poisto
- Kuivaus: Muodostuneet viherkappaleet kuivataan kosteuden poistamiseksi.
- Debinding: Sideaineita käyttämällä muodostetuille osille (esim. ruiskupuristus) on tarpeen poistaa orgaaniset komponentit ennen sintrausta.
5. Sintraus
- Sintraus: Viherkappaleet sintrataan sitten korkeissa lämpötiloissa (tyypillisesti välillä 1400-1600 astetta) materiaalin tiivistämiseksi. Tämä vaihe on ratkaiseva haluttujen mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi.
6. Jälkikäsittely
- Hionta ja kiillotus: Sintrauksen jälkeen osat saattavat vaatia hiontaa ja kiillotusta haluttujen mittojen ja pintakäsittelyn saavuttamiseksi.
- Päällystys ja pintakäsittelyt: Erilaisia pintakäsittelyjä voidaan käyttää parantamaan ominaisuuksia, kuten kulutuskestävyyttä tai biologista yhteensopivuutta.
7. Laadunvalvonta
- Tarkastus ja testaus: Valmiit zirkoniumoksidiosat tarkastetaan vikojen varalta ja testataan mekaanisten ominaisuuksien, faasikoostumuksen ja muiden kriittisten parametrien osalta.
8. Pakkaus
- Pakkaus: Lopuksi käsitellyt zirkoniumoksidituotteet on pakattu alan standardien mukaisesti suojaamaan niitä kuljetuksen ja varastoinnin aikana.