Prelucrarea zirconiei (dioxid de zirconiu, ZrO₂) presupune mai multe etape pentru a transforma materia primă într-o formă utilă. Iată o prezentare generală a pașilor principali în prelucrarea zirconiei:
1. Extracție și rafinare
- Minerit: Zirconia este de obicei derivată din nisipul de zircon (ZrSiO₄), care este extras din nisipurile de plajă sau din albiile râurilor.
- Concentraţie: Zirconul extras este apoi concentrat folosind tehnici de separare gravitațională, magnetică și electrostatică pentru a îndepărta impuritățile.
- Prelucrare chimică: Zirconul concentrat este apoi supus unei prelucrări chimice pentru a produce zirconiu. Aceasta implică de obicei transformarea zirconului în oxiclorură de zirconiu (ZrOCl₂) și apoi precipitarea hidroxidului de zirconiu (Zr(OH)₄) din acesta. Hidroxidul este apoi calcinat pentru a produce zirconiu.
2. Prepararea pulberii
- Concasare și măcinare: Zirconul calcinat este măcinat pentru a obține o pulbere fină. Acest pas este crucial pentru obținerea dimensiunii și distribuției dorite a particulelor.
- Amestecarea: Pulberea de zirconiu poate fi amestecată cu alte materiale pentru a obține proprietăți specifice. Acestea pot include lianți, plastifianți și alte materiale ceramice.
3. Formarea
- Presare: Pulberea poate fi presată în formă folosind diverse metode, cum ar fi presarea uniaxială sau presarea izostatică, pentru a forma corpuri verzi (forme nearse).
- Turnare prin injecție: Pentru forme mai complexe, se poate folosi turnarea prin injecție cu pulbere (PIM).
- extrudare: Extrudarea poate fi utilizată pentru a produce forme lungi, cum ar fi tije și tuburi.
- Slip Casting: O pastă de pulbere de zirconiu poate fi turnată în forme pentru a forma forme complexe.
4. Uscarea și îndepărtarea liantului
- Uscare: Corpurile verzi formate sunt uscate pentru a elimina umezeala.
- Delegarea: Pentru piesele formate folosind lianți (de exemplu, turnarea prin injecție), este necesară o etapă de delegare pentru a îndepărta componentele organice înainte de sinterizare.
5. Sinterizarea
- Sinterizarea: Corpurile verzi sunt apoi sinterizate la temperaturi ridicate (de obicei între 1400 de grade și 1600 de grade) pentru a densifica materialul. Acest pas este crucial pentru atingerea proprietăților mecanice dorite.
6. Post-procesare
- Slefuire si lustruire: După sinterizare, piesele pot necesita șlefuire și lustruire pentru a obține dimensiunile și finisarea suprafeței dorite.
- Acoperiri și tratamente de suprafață: Pot fi aplicate diferite tratamente de suprafață pentru a îmbunătăți proprietăți precum rezistența la uzură sau biocompatibilitatea.
7. Controlul calității
- Inspecție și testare: Piesele finite din zirconiu sunt inspectate pentru defecte și testate pentru proprietăți mecanice, compoziția fazei și alți parametri critici.
8. Ambalare
- Ambalare: În cele din urmă, produsele prelucrate din zirconiu sunt ambalate conform standardelor din industrie pentru a le proteja în timpul transportului și depozitării.