ジルコニア (二酸化ジルコニウム、ZrO₂) の加工には、原材料を有用な形に変えるいくつかのステップが含まれます。以下は、ジルコニア加工の主なステップの概要です。
1. 抽出と精製
- 鉱業ジルコニアは通常、海岸の砂や川底から採掘されるジルコン砂 (ZrSiO₄) から生成されます。
- 集中採掘されたジルコンは、重力、磁気、静電分離技術を使用して濃縮され、不純物が除去されます。
- 化学処理: 濃縮されたジルコンは、次にジルコニアを生成するために化学処理されます。これは通常、ジルコンをオキシ塩化ジルコニウム (ZrOCl₂) に変換し、それから水酸化ジルコニウム (Zr(OH)₄) を沈殿させることを含みます。その後、水酸化物は焼成されてジルコニアが生成されます。
2. 粉末の準備
- 粉砕と製粉: 焼成ジルコニアを粉砕して微粉末にします。このステップは、望ましい粒子サイズと分布を実現するために非常に重要です。
- 混合: ジルコニア粉末は、特定の特性を得るために他の材料と混合することができます。これには、結合剤、可塑剤、その他のセラミック材料が含まれる場合があります。
3. 形成
- 押す: 粉末は、一軸プレスや静水圧プレスなどのさまざまな方法を使用して成形され、グリーンボディ（未焼成の形状）を形成します。
- 射出成形より複雑な形状の場合は、粉末射出成形 (PIM) を使用できます。
- 押し出し: 押し出しは、棒やチューブのような長い形状の製造に使用できます。
- スリップ鋳造ジルコニア粉末のスラリーを型に流し込み、複雑な形状を形成できます。
4. 乾燥とバインダーの除去
- 乾燥形成された成形体は水分を除去するために乾燥されます。
- 脱バインダーバインダーを使用して成形された部品（射出成形など）の場合、焼結前に有機成分を除去するための脱バインダー工程が必要です。
5. 焼結
- 焼結: 次に、成形体を高温（通常 1400 度から 1600 度）で焼結して材料を高密度化します。このステップは、望ましい機械的特性を実現するために非常に重要です。
6. 後処理
- 研削と研磨: 焼結後、所望の寸法と表面仕上げを実現するために、部品の研削と研磨が必要になる場合があります。
- コーティングと表面処理耐摩耗性や生体適合性などの特性を高めるために、さまざまな表面処理を施すことができます。
7. 品質管理
- 検査とテスト完成したジルコニア部品は欠陥がないか検査され、機械的特性、相組成、その他の重要なパラメータがテストされます。
8. 包装
- パッケージ最後に、加工されたジルコニア製品は、輸送および保管中に保護するために業界標準に従って梱包されます。