materials/zirconia

セラミックスの中で最も高い強度靭性も持つ。
高強度部品や医療機器部品に最適な素材

ジルコニア(酸化ジルコニウムZrO₂)は、ファインセラミックスの中で最も高い強度と靭性を持つ素材です。
アルミナの約2倍の強度を誇り、高強度部品や医療機器部品、精密部品など、高い信頼性が求められる用途で使用されています。
耐摩耗性や耐熱性にも優れ、過酷な環境でも長期間使用できます。

素材の詳細

化学式ZrO₂(酸化ジルコニウム)
白色
密度6.0〜6.1 g/cm³
硬度HV1200〜1400(ビッカース硬度)
融点約2700℃
焼成温度約1400〜1500℃
熱伝導率2〜3 W/(m·K)
電気絶縁性優れる
耐熱性〜1200℃
熱膨張係数約10×10⁻⁶/K

一般的なジルコニア(部分安定化ジルコニア)の物性値です。実際の数値とは異なります。

FEATURE

POINT 01

最も高い強度と靭性

セラミックスの中で最も高い機械的強度と靭性(粘り強さ)を持ち、アルミナの約2倍の曲げ強度を誇ります。破壊靭性値も高く、衝撃に強く割れにくい特性があります。高強度が求められる部品や、信頼性が重要な医療機器部品に最適です。

POINT 02

優れた耐摩耗性

高硬度により優れた耐摩耗性を発揮し、摺動部品やポンプ部品として長期間使用できます。表面平滑性にも優れているため、摩擦係数が小さく、摺動性に優れます。長寿命でメンテナンスコストを削減しつつ、精度を維持できます。

POINT 03

高い耐熱性と断熱性

融点2700℃、最高使用温度約1200℃と高い耐熱性を持ちます。さらに、熱伝導率が他のセラミックスに比べて非常に小さいため、優れた断熱効果を発揮します。耐火材や断熱材としても使用され、高温環境でも安定した性能を発揮します。

POINT 04

金属に近い特性

熱膨張係数が金属に近く、金属との組み合わせが比較的容易です。機械的特性も金属に近いため、金属部品の代替としても使用されています。金属との接合性に優れ、複合部品の製作にも適しています。

POINT 05

化学的安定性

化学的に安定しており、多くの酸やアルカリに対して耐性があります。腐食しにくく、薬品環境でも使用可能です。医療機器部品にも使用され、生体適合性にも優れています。

POINT 06

医療用途にも対応

高い生体適合性を持ち、人工関節や歯科インプラント、人工歯などの医療機器部品として広く使用されています。金属アレルギーの心配がなく、長期間体内で安定した性能を発揮します。高強度で摩耗しにくく、安全性の高い素材です。

SOLUTION

ジルコニアの優れた特性は、さまざまな産業分野の課題を解決します。「アルミナでは強度が不足」「衝撃に強い素材が必要」「医療用途に使用したい」など、高強度・高靭性が求められる課題に、ジルコニアが最適な解決策を提供します。

課題1 アルミナでは強度が不足し、破損してしまう

実績のある業種

精密機械メーカー ・製造装置メーカー ・工具メーカー

対応実績のある部品

高強度治具 ・切削工具 ・ノズル ・スペーサー ・軸受

よくある課題

アルミナ製の部品を使用しているが、強度不足で破損してしまう。
衝撃や曲げ応力がかかる箇所で、割れやすい。
より高強度な素材が必要だが、コストが心配。

解決

ジルコニアは、アルミナの約2倍の曲げ強度を持ち、高い靭性(粘り強さ)により割れにくい特性があります。
衝撃や曲げ応力がかかる用途でも、長期間安定して使用できます。

課題2 摺動部品が摩耗し、頻繁な交換が必要

実績のある業種

ポンプメーカー ・製造装置メーカー ・精密機械メーカー

対応実績のある部品

ポンプ部品 ・摺動ガイド ・軸受 ・シール部品 ・バルブ部品

よくある課題

ポンプ部品や摺動部品が摩耗し、頻繁な交換が必要。
表面が粗くなり、摺動性が低下。
メンテナンスコストがかさむ。

解決

ジルコニアは、高硬度と優れた耐摩耗性を持ち、表面平滑性にも優れているため、摩擦係数が小さく摺動性に優れます。
長期間使用でき、メンテナンスコストを大幅に削減できます。

課題3 医療機器部品に生体適合性のある素材が必要

実績のある業種

医療機器部品に生体適合性のある素材が必要

対応実績のある部品

人工関節 ・歯科インプラント ・人工歯 ・医療用ピンセット ・手術器具

よくある課題

金属製の医療機器部品では、金属アレルギーのリスクがある。
生体適合性と高強度を両立した素材が必要。
長期間体内で安定した性能を発揮する素材を探している。

解決

ジルコニアは、高い生体適合性を持ち、金属アレルギーの心配がありません。
高強度で摩耗しにくく、長期間体内で安定した性能を発揮します。
人工関節や歯科インプラントなど、医療用途で広く使用されています。

課題4 高温環境で断熱性の高い素材が必要

実績のある業種

炉メーカー ・加熱装置メーカー ・耐火物メーカー

対応実績のある部品

高温環境で断熱性の高い素材が必要

よくある課題

高温環境で使用する部品に、断熱性の高い素材が必要。
熱が伝わりやすい素材では、周辺機器への熱影響が懸念される。
高温環境でも安定した断熱性を発揮する素材を探している。

解決

ジルコニアは、熱伝導率が他のセラミックスに比べて非常に小さく、
優れた断熱効果を発揮します。
高温環境(最高使用温度約1200℃)でも安定した性能を維持し、
耐火材や断熱材として最適です。

課題5 金属部品との接合が必要だが、熱膨張差が問題

実績のある業種

製造装置メーカー ・精密機械メーカー ・電子機器メーカー

対応実績のある部品

複合部品 ・金属接合部品 ・異材接合部品

よくある課題

セラミック部品と金属部品を組み合わせたいが、熱膨張係数の違いにより、接合部に応力が発生。
温度変化により、接合部が破損してしまう。

解決

ジルコニアは、熱膨張係数が金属に近く、金属との組み合わせが比較的容易です。
金属との接合性に優れ、複合部品の製作に適しています。
温度変化による応力を最小限に抑え、安定した接合を実現します。

WORKS

精密機械メーカー、電子機器メーカー、製造装置メーカーなど、
多くの企業様にご利用いただいています。

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