지르코니아 세라믹의 적용

높은 인성, 내열충격성, 고온 안정성으로 높이 평가받는 지르코니아 세라믹(ZrO₂ 세라믹)은 자동차, 의료, 전자 및 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 구체적인 용도는 다음과 같습니다.

1. 자동차 산업(핵심 응용 분야)

• 배기가스 센서: 이트리아 안정화 지르코니아(YSZ)는 자동차 산소 센서 및 NOₓ 센서의 핵심 전해질 소재입니다. 고온(300~900°C)에서 배기가스 내 산소 농도를 정확하게 감지하여 엔진의 공연비 최적화 및 배출가스 저감에 기여합니다.

• 전기 구동 시스템 부품: 신에너지 자동차의 고속 모터용 세라믹 베어링 및 모터 절연 부품 제조에 사용됩니다. 높은 인성과 내마모성을 갖춰 모터의 장기 안정적 작동을 보장하며, 구동 시스템의 온도 변동에도 견딜 수 있습니다.

• 엔진 및 열 관리 부품: 엔진 밸브 시트, 방열판, 터보차저 부품에 적용됩니다. 뛰어난 열충격 저항성(500°C 이상의 온도 변화 견딤)과 고온 안정성(최대 1200°C의 장기 사용)을 갖춰 엔진의 혹독한 열 환경에도 잘 적응합니다.

• 브레이크 시스템 부속품: 세라믹 브레이크 패드의 복합 소재 구성 요소로 브레이크 패드의 내마모성과 고온 저항성을 향상시켜 브레이크 소음을 줄이고 수명을 연장합니다.

2. 의료 분야

• 치과 보철물: 가장 널리 사용되는 재료로, 올 지르코니아 크라운, 브릿지, 임플란트 제작에 사용됩니다. 자연 치아와 같은 투명도, 무독성, 뛰어난 생체 적합성(인체 조직에 알레르기 반응이 없음)을 갖추고 있으며, 씹는 힘을 견딜 수 있을 만큼 강도가 뛰어납니다.

• 수술 도구 및 임플란트: 날카로운 모서리와 내마모성을 갖춘 고정밀 수술용 메스날과 인공관절 대퇴골두 등 정형외과용 임플란트를 제조합니다. 내부식성(체액에 대한 저항성)과 생체적합성을 갖춰 거부 반응을 예방합니다.

3. 전자 및 전기 분야

• 전자 기판 및 절연체: 전력 전자 장치(예: IGBT 모듈)의 고주파 회로 기판 및 절연체 부품으로 사용됩니다. 우수한 전기 절연성(체적 저항률 ≥10¹⁴ Ω·cm)과 열전도도는 전자 부품의 열을 방출하고 안정적인 신호 전송을 보장합니다.

• 반도체 공정 부품: 반도체 공장용 석영 보트 라이너 및 웨이퍼 캐리어를 생산합니다. 고온(1200°C 어닐링 공정 견딤) 및 부식(산-염기 세척제 내성)에 강하여 웨이퍼 오염을 방지합니다.

4. 산업 및 일상 사용 분야

• 내마모성 부품: 기계적 씰, 펌프 임펠러, 세라믹 노즐(분무 장비용)을 생산합니다. 높은 경도(모스 경도 8.5)와 내마모성은 혹독한 작업 조건(예: 슬러리 운반, 고압 분무)에서 부품의 수명을 연장합니다.

• 주방용품 및 장식: 지르코니아 세라믹 칼(날카롭고 녹슬지 않으며 금속 이온 침전이 없음)과 고급 장식 패널을 제작합니다. 무독성이며 세척이 간편하고 표면이 매끄러워 일상생활에서 널리 사용됩니다.

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