氧化锆特性及应用

氧化锆全瓷材料，是一种现代高新技术产业发展非常重要的材料。随着手机5G时代的到来，氧化锆全瓷因其手感温润如玉、抗刮耐磨、几乎无信号屏蔽、散热性能优良等特性，被应用在手机盖板、指纹模组等结构件，已成为产业的热点，备受关注。

一、氧化锆介绍

氧化锆全瓷，即ZrO2陶瓷（Zirconia Ceramic），具有熔点和沸点高、强度大同时具备韧性、优良的耐磨性、表面光洁度高、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。纯ZrO2为白色，含杂质时呈黄色或灰色，一般含有HfO2，不易分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨，氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。由于具有相变增韧特性，消费电子用高端陶瓷材料大部分为氧化锆全瓷。

二氧化锆有三种晶型：低温型的单斜晶（m-ZrO2），中温型的四方晶（t-ZrO2），高温型的立方晶（c-ZrO2），上述三种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化。

二、性能及特点

氧化锆全瓷是一种新型高技术陶瓷，是陶瓷中的贵族，它除了具有高强度、硬度、耐高温、耐酸碱腐蚀及高化学稳定性等条件，同时具有抗刮耐磨、无信号屏蔽、散热性能优良等特点，同时可加工性强，外观效果好，适于批量生产。

1熔点高

氧化锆的熔点为2715℃，较高的熔点以及化学惰性使氧化锆可作为较好的耐火材料。正因为如此，牙医朋友们提到的如果掉落怎么办？小编可以大胆的说，您拿着酒精灯将胶烧掉就好了，不影响再次粘接和使用。

2硬度大、耐磨性好

氧化锆具有较大的硬度和较好的耐磨性。而从具体数据来看，立方体氧化锆（人工钻石）莫氏硬度在8.5左右，非常接近蓝宝石9的莫氏硬度，而聚碳酸酯的莫氏硬度只有3.0，钢化玻璃的莫氏硬度5.5，铝镁合金的莫氏硬度6.0，康宁玻璃的莫氏硬度为7。

3强度与韧性相对大

氧化锆具有较大的强度（可达1500MPa），虽然韧性和一些金属相比有较大差距，但相比于其他陶瓷材料，氧化锆在“陶瓷圈儿”算是佼佼者（1-35MPa.m1/2）。

4低热导率、低膨胀系数

氧化锆的热导率在常见陶瓷材料中最低（1.6-2.03W/（m.k）），热膨胀系数与金属接近。因此，氧化锆陶瓷适宜做结构陶瓷材料，如氧化锆陶瓷手机外观结构件。

5电学性能好

氧化锆的介电常数是蓝宝石的3 倍，信号更灵敏，更适合指纹识别贴片等。从屏蔽效能来看，氧化锆陶瓷作为非金属材料对电磁信号没有屏蔽作用，完全不会影响内部的天线布局，可以方便的一体成型，适应5G时代的带来。

三、典型应用（领域）

氧化锆在现代工业和生活中得到广泛应用。下面我们来简单介绍下它的主要应用。

1手机等3C电子领域

氧化锆的无信号屏蔽、耐摔耐磨耐折，同时外观温润如玉，手感好，广泛引用于手机等3C电子领域。主要用作手机背板及其他手机结构件。

2光通讯领域

目前光纤连接器接插件广泛使用陶瓷插芯和套筒。高强度和高韧性的陶瓷制备的陶瓷插芯，不但可达到高精度要求，而且使用寿命长，插入损耗和回波损耗非常低。

3汽车领域

氧化锆陶瓷的热传导系数小，而热膨胀系数又比较大，所以用它做成发动机燃烧室的零部件有很好的隔热性，同时在热膨胀性上又与金属材料较接近。可用作缸盖底板、气缸内衬、活塞顶、气门座圈等。但是由于发动机工作条件苛刻，陶瓷部件在高温下强度变化较大，所以距离商业性应用还有一段距离。