پردازش زیرکونیا (دی اکسید زیرکونیوم، ZrO2) شامل چندین مرحله برای تبدیل مواد خام به شکل مفید است. در اینجا یک مرور کلی از مراحل اصلی در پردازش زیرکونیا آورده شده است:
1. استخراج و پالایش
- معدنزیرکونیا معمولاً از شن و ماسه زیرکون (ZrSiO4) که از شنهای ساحل یا بستر رودخانه استخراج میشود، به دست میآید.
- تمرکز: سپس زیرکون استخراج شده با استفاده از تکنیک های گرانشی، مغناطیسی و جداسازی الکترواستاتیک برای حذف ناخالصی ها متمرکز می شود.
- پردازش شیمیایی: سپس زیرکون غلیظ برای تولید زیرکونیا تحت پردازش شیمیایی قرار می گیرد. این معمولا شامل تبدیل زیرکون به زیرکونیوم اکسی کلرید (ZrOCl2) و سپس رسوب هیدروکسید زیرکونیوم (Zr(OH)4) از آن است. سپس هیدروکسید برای تولید زیرکونیا کلسینه می شود.
2. آماده سازی پودر
- خرد کردن و آسیاب: زیرکونیای کلسینه شده آسیاب می شود تا پودر ریز بدست آید. این مرحله برای دستیابی به اندازه و توزیع ذرات مورد نظر بسیار مهم است.
- مخلوط کردن: پودر زیرکونیا را می توان با مواد دیگر مخلوط کرد تا به خواص خاصی دست یافت. این ممکن است شامل چسب ها، نرم کننده ها و سایر مواد سرامیکی باشد.
3. تشکیل
- فشار دادن: پودر را می توان با استفاده از روش های مختلف مانند پرس تک محوری یا پرس ایزواستاتیک به شکل پرس کرد تا بدنه های سبز رنگ (اشکال پخته نشده) ایجاد شود.
- قالب گیری تزریقی: برای اشکال پیچیده تر، می توان از قالب گیری تزریق پودر (PIM) استفاده کرد.
- اکستروژن: از اکستروژن می توان برای تولید اشکال بلند مانند میله ها و لوله ها استفاده کرد.
- ریخته گری لغزنده: دوغاب پودر زیرکونیا را می توان در قالب ریخت تا اشکال پیچیده ای به وجود آورد.
4. خشک کردن و حذف بایندر
- خشك كردن: بدنه های سبز تشکیل شده برای از بین بردن رطوبت خشک می شوند.
- جداسازی: برای قطعاتی که با استفاده از بایندرها تشکیل می شوند (مثلاً قالب گیری تزریقی)، یک مرحله جداسازی برای حذف اجزای آلی قبل از پخت ضروری است.
5. تف جوشی
- تف جوشی: اجسام سبز سپس در دماهای بالا (معمولاً بین 1400 تا 1600 درجه) تف جوشی می شوند تا مواد متراکم شوند. این مرحله برای دستیابی به خواص مکانیکی مورد نظر بسیار مهم است.
6. پس پردازش
- سنگ زنی و پرداخت: پس از پخت، ممکن است قطعات برای رسیدن به ابعاد و سطح مورد نظر نیاز به سنگ زنی و پرداخت داشته باشند.
- پوشش و درمان های سطحی: برای افزایش خواصی مانند مقاومت در برابر سایش یا زیست سازگاری می توان از درمان های سطحی مختلفی استفاده کرد.
7. کنترل کیفیت
- بازرسی و آزمایش: قطعات ساخته شده زیرکونیا از نظر عیوب بررسی می شوند و از نظر خواص مکانیکی، ترکیب فاز و سایر پارامترهای حیاتی آزمایش می شوند.
8. بسته بندی
- بسته بندی: در نهایت محصولات زیرکونیای فرآوری شده طبق استانداردهای صنعت بسته بندی می شوند تا در هنگام حمل و نقل و نگهداری از آنها محافظت شود.