Quais são as diferenças entre alumina e zircônia?

A alumina é um material cerâmico técnico muito comum. A zircônia, incluindo a zircônia estabilizada com ítrio (YSZ), também é amplamente utilizada nos setores de maquinário. Como ambos são materiais de óxido e podem ser sinterizados sem vácuo, eles compartilham muitos equipamentos de fabricação e têm aparência semelhante. Entretanto, ainda há muitas diferenças entre esses dois materiais.

Preço: Alumina x Zircônia

A diferença mais significativa entre esses dois materiais é o preço. O custo da zircônia é mais do que o dobro até mesmo do melhor material de alumina. Um dos motivos é o custo da matéria-prima. Em comparação com o Zr, o Al é muito mais abundante na crosta e é muito mais barato. Por outro lado, o óxido de ítrio, amplamente utilizado como estabilizador para a zircônia, é um elemento de terras raras com uma fonte limitada.

Entretanto, é o custo de moldar a zircônia que contribui com a maior parte. A densidade da zircônia é muito maior do que a da alumina e a resistência ao desgaste da zircônia é muito melhor do que a da alumina. A retificação das mesmas espessuras para a zircônia leva quase dez vezes mais tempo do que a alumina e consome mais ferramentas de diamante. Além disso, como a resistência ao choque térmico da zircônia é baixa e exige uma temperatura de sinterização mais alta, o processo de sinterização também custa mais do que o da alumina.

Aplicações: Alumina x Zircônia

Como a resistência ao desgaste da zircônia é muito melhor, ela é usada com frequência em almofarizes e pilões, jarros de moagem e meios de moagem, esferas de rolamento e peças de cerâmica em válvulas e bombas. As peças de zircônia durarão mais tempo nas máquinas e terão menos contaminação do que os jarros de moagem. Em geral, a zircônia é melhor em aplicações mecânicas, mas a alumina é um material mais resistente a balas devido à sua menor densidade.

Embora a zircônia possa suportar temperaturas mais altas, a aplicação em fornos industriais é rara. A vantagem na temperatura de trabalho não é muito significativa, enquanto o custo da zircônia é muito mais alto.

O ZrO2 de alta densidade também oferece melhor resistência à corrosão. A zircônia pode sobreviver por mais tempo em ambientes altamente corrosivos e é considerada um material melhor em laboratórios de química.

Em geral, a zircônia tem um desempenho melhor se a densidade e a resistência ao choque térmico não forem consideradas. No entanto, o alto custo limita sua aplicação e deixa a maior parte do mercado para a alumina.