先进陶瓷——氧化锆陶瓷多面解析

氧化锆陶瓷是以氧化锆为主要成分制成的一类高性能陶瓷材料。凭借其化学稳定性、低热导率、高耐磨性以及良好的机械强度，该材料已被广泛应用于牙科修复、电子元器件、机械刀具等多个领域。

图源网络

一、氧化锆陶瓷的核心优势

1. 高强韧特性  

氧化锆陶瓷具备优异的抗弯强度与断裂韧性，其维氏硬度也处于陶瓷材料中的前列。这种高强度与韧性的结合，使其能够在高磨损、高负荷的环境中长时间稳定工作。

2. 硬度表现突出  

氧化锆陶瓷的莫氏硬度可达8.5左右，属于高硬度材料范畴。其抗刮擦和耐磨性能接近某些合金钢，适用于对表面耐久性要求较高的场合。

3. 化学性质稳定  

该材料对多种化学物质具有较好的抵抗能力，不易受酸碱腐蚀，可在恶劣的化学环境中保持性能稳定，因此常用于化工设备及耐腐蚀零部件。

4. 隔热性能优异  

氧化锆陶瓷导热系数较低，能有效阻隔热传递，在高温隔热、节能保温等领域具有实用价值，有助于提升设备的热效率。

5. 轻量化结构  

在保证高硬度与高强度的同时，氧化锆陶瓷密度相对较低，具备轻质特性，便于加工、安装与日常维护。

二、氧化锆陶瓷的局限与注意事项

1. 脆性较高  

尽管强度出众，氧化锆陶瓷仍属于脆性材料，在受到突然冲击或局部应力过大时，可能存在开裂的风险。

2. 长期稳定性受温度与时间影响  

材料中通常需添加稳定剂以维持其韧性，但在长期高温环境下或随时间推移，其力学性能可能出现一定程度的衰减。

3. 透光性一般  

与二硅酸锂等陶瓷相比，氧化锆陶瓷的透光性相对较弱，因此在需要高美观性或光学性能的牙科修复等应用中，需根据实际情况进行材料选择。

三、关键物理参数

密度范围：约为5.6–6.1 g/cm³，低于多数金属材料，有利于实现轻量化设计。  

硬度指标：莫氏硬度约8.5，属于高硬度材料，耐磨性能突出，适用于工具、耐磨部件等场合。

四、主要应用领域

氧化锆陶瓷凭借其综合性能，在以下行业发挥重要作用：

医疗器械：牙科种植体、人工关节、手术器械等；  

电子电器：半导体基板、多层电容器、固体氧化物燃料电池部件；  

航空航天：发动机耐高温部件、热障涂层；  

工业制造：切削刀具、耐磨衬板、高温炉内衬；  

消费品领域：仿钻石饰品、高性能手表零件等。

五、结语

氧化锆陶瓷集高强度、高硬度、化学惰性、低导热和轻量化等特性于一体，在多种严苛环境中表现出良好的适用性。尽管存在一定的脆性与长期稳定性限制，但通过合理的结构设计与工艺控制，其仍是许多高要求应用的理想材料选择。

此外，全球先进陶瓷领域的旗舰盛会——2026第十八届中国国际先进陶瓷展览会（IACE CHINA 2026）将于2026年3月24-26日 在国家会展中心（上海）1.1馆 & 2.1馆 盛大启幕！展会覆盖汽车工业轨道交通、电子电器、航空航天、生物医疗、工业领域等领域的核心采购商，更有行业龙头企业及众多高校院所将会到场。

同期联动粉末冶金展、磁性材料展、增材制造展、粉体加工展。五展协同，总规模可覆盖55,000㎡超大展区，达到80,000+人次专业观众。展会将携手1,000+家 中外名企，共同助力先进陶瓷产业升级！并举办第七届先进陶瓷前沿与产业发展论坛与2026第四届电子陶瓷及元器件产业发展论坛围绕先进陶瓷与电子陶瓷材料创新、制备工艺、器件设计、应用开发及产业链协同等前沿议题展开深入探讨，助力行业实现升级创新与可持续发展。

声 明：文章内容根据公开资料整理。仅作分享，不代表本号立场；图片非商业用途。如有侵权，请联系小编删除，谢谢！