Tsirkooniumoksiidi (tsirkooniumdioksiid, ZrO₂) töötlemine hõlmab mitut etappi tooraine muutmiseks kasulikuks vormiks. Siin on lai ülevaade tsirkooniumoksiidi töötlemise peamistest etappidest:
1. Ekstraheerimine ja rafineerimine
- Kaevandamine: Tsirkooniumoksiidi saadakse tavaliselt tsirkoonliivast (ZrSiO₄), mida kaevandatakse rannaliivast või jõesängidest.
- Keskendumine: Seejärel kontsentreeritakse kaevandatud tsirkoon, kasutades lisandite eemaldamiseks gravitatsiooni-, magnet- ja elektrostaatilist eraldustehnikat.
- Keemiline töötlemine: Seejärel töödeldakse kontsentreeritud tsirkooniga tsirkooniumoksiidi saamiseks keemilist töötlust. See hõlmab tavaliselt tsirkooniumi muundamist tsirkooniumoksükloriidiks (ZrOCl2) ja seejärel tsirkooniumhüdroksiidi (Zr(OH)4) sadestamist sellest. Seejärel kaltsineeritakse hüdroksiid tsirkooniumoksiidi saamiseks.
2. Pulbri valmistamine
- Purustamine ja jahvatamine: Kaltsineeritud tsirkooniumoksiid jahvatatakse peeneks pulbriks. See samm on ülioluline soovitud osakeste suuruse ja jaotuse saavutamiseks.
- Segamine: Tsirkooniumoksiidi pulbrit võib konkreetsete omaduste saavutamiseks segada teiste materjalidega. See võib hõlmata sideaineid, plastifikaatoreid ja muid keraamilisi materjale.
3. Moodustamine
- Vajutades: Roheliste kehade (põletamata kuju) moodustamiseks saab pulbrit vormida erinevate meetoditega, nagu üheteljeline pressimine või isostaatpressimine.
- Sissepritsevormimine: Keerulisemate kujundite puhul võib kasutada pulberpritsevormimist (PIM).
- Ekstrusioon: ekstrusiooni saab kasutada pikkade kujundite (nt vardad ja torud) tootmiseks.
- Slip Casting: Tsirkooniumoksiidi pulbri suspensiooni saab valada vormidesse, et moodustada keerulisi kujundeid.
4. Kuivatamine ja sideaine eemaldamine
- Kuivatamine: Moodustunud haljaskehad kuivatatakse niiskuse eemaldamiseks.
- Debinding: Sideainete abil moodustatud osade puhul (nt survevalu) on orgaaniliste komponentide eemaldamiseks enne paagutamist vajalik side eemaldamine.
5. Paagutamine
- Paagutamine: Seejärel paagutatakse rohelised kehad materjali tihendamiseks kõrgel temperatuuril (tavaliselt vahemikus 1400–1600 kraadi). See samm on soovitud mehaaniliste omaduste saavutamiseks ülioluline.
6. Järeltöötlus
- Lihvimine ja poleerimine: Pärast paagutamist võivad osad soovitud mõõtmete ja pinnaviimistluse saavutamiseks vajada lihvimist ja poleerimist.
- Pinnakatted ja pinnatöötlused: Kulumiskindluse või biosobivuse parandamiseks võib kasutada erinevaid pinnatöötlusi.
7. Kvaliteedikontroll
- Kontrollimine ja testimine: Viimistletud tsirkooniumoksiidi osadel kontrollitakse defekte ja testitakse mehaanilisi omadusi, faasi koostist ja muid kriitilisi parameetreid.
8. Pakendamine
- Pakendamine: Lõpuks on töödeldud tsirkooniumoksiidi tooted pakendatud vastavalt tööstusstandarditele, et kaitsta neid transportimise ja ladustamise ajal.