Zpracování oxidu zirkoničitého (oxid zirkoničitý, ZrO₂) zahrnuje několik kroků k přeměně suroviny na užitečnou formu. Zde je široký přehled hlavních kroků při zpracování oxidu zirkoničitého:
1. Těžba a rafinace
- Hornictví: Zirkony se typicky získávají ze zirkonového písku (ZrSiO₄), který se těží z plážových písků nebo říčních koryt.
- Koncentrace: Vytěžený zirkon je poté koncentrován pomocí gravitačních, magnetických a elektrostatických separačních technik, aby se odstranily nečistoty.
- Chemické zpracování: Koncentrovaný zirkon je poté podroben chemickému zpracování za vzniku oxidu zirkoničitého. To obvykle zahrnuje konverzi zirkonu na oxychlorid zirkonu (ZrOCl2) a poté z něj vysrážení hydroxidu zirkoničitého (Zr(OH)4). Hydroxid se pak kalcinuje za vzniku oxidu zirkoničitého.
2. Příprava prášku
- Drcení a frézování: Kalcinovaný oxid zirkoničitý se mele, aby se získal jemný prášek. Tento krok je rozhodující pro dosažení požadované velikosti částic a distribuce.
- Míchání: Zirkonový prášek lze smíchat s jinými materiály pro dosažení specifických vlastností. To může zahrnovat pojiva, změkčovadla a další keramické materiály.
3. Tváření
- Lisování: Prášek lze lisovat do tvaru pomocí různých metod, jako je jednoosé lisování nebo izostatické lisování, za vzniku zelených těles (nevypálených tvarů).
- Vstřikování: Pro složitější tvary lze použít práškové vstřikování (PIM).
- Vytlačování: Extruze lze použít pro výrobu dlouhých tvarů, jako jsou tyče a trubky.
- Odlévání skluzu: Suspenzi zirkoniového prášku lze nalít do forem a vytvořit tak složité tvary.
4. Sušení a odstranění pojiva
- Sušení: Vytvořená zelená tělesa se suší, aby se odstranila vlhkost.
- Odvazování: U dílů vytvořených za použití pojiv (např. vstřikování) je nutný krok odstraňování pojiva, aby se odstranily organické složky před slinováním.
5. Slinování
- Slinování: Surová tělesa jsou poté slinována při vysokých teplotách (typicky mezi 1400 stupni a 1600 stupni), aby se materiál zhutnil. Tento krok je rozhodující pro dosažení požadovaných mechanických vlastností.
6. Post-processing
- Broušení a leštění: Po slinování mohou díly vyžadovat broušení a leštění, aby se dosáhlo požadovaných rozměrů a povrchové úpravy.
- Nátěry a povrchové úpravy: Pro zlepšení vlastností, jako je odolnost proti opotřebení nebo biokompatibilita, lze použít různé povrchové úpravy.
7. Kontrola kvality
- Kontrola a testování: Hotové díly z oxidu zirkoničitého jsou kontrolovány na vady a testovány na mechanické vlastnosti, fázové složení a další kritické parametry.
8. Balení
- Obal: Nakonec jsou zpracované výrobky z oxidu zirkoničitého baleny podle průmyslových standardů, aby byly chráněny během přepravy a skladování.