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Kapitel 1
Einleitung
1.1.Das Zirconiumdioxid, Eingeschaften [1].
Zirconiumdioxid (ZrO2) hat in den letzten Jahren als Keramik zunehmende Bedeutung erlangt
wegen
• hoher Bruchzähigkeit
• Wärmedehnung (ähnlich Gusseisen)
• höchste Biegebruch- und Zugfestigkeit,
• hohe Verschleißbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit,
• niedrige Wärmeleitfähigkeit,
• Sauerstoffionenleitfähigkeit und
• sehr gute tribologischer Eigenschaften (sehr gut für Gleitpaarungen geeignet).
Zirconiumdioxid tritt in monokliner, tetragonaler und kubischer Kristallmodifikation auf. Dicht
gesinterte Bauteile lassen sich in der kubischen und/oder tetragonalen Kristallmodifikation
herstellen. Um die kubische Kristallmodifikation zu stabilisieren, müssen dem ZrO2 Stabilisatoren
in Form von Magnesiumoxid (MgO), Calciumoxid (CaO) oder Yttriumoxid (Y2O3) zugesetzt
werden, gegebenenfalls kommen auch Cerdioxid (CeO2), Scandiumoxid (Sc2O3) oder
Ytterbiumoxid (Yb2O3) als Stabilisatoren zum Einsatz.
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Abbildung 1.1.
Zirconiumdioxid; kubisches,
tetragonales und monoklines
Kristallgitter helle Kugeln = Zr
dunkle Kugeln = O
Bei vollstabilisiertem Zirconiumdioxid (FSZ – fully stabilized zirconia) bleibt durch den
Einbau von Fremdoxiden in das Kristallgitter die kubische Hochtemperaturstruktur auch nach
dem Abkühlen erhalten. Der für den technischen Einsatz störende Volumensprung findet beim