¿Qué diferencias hay entre la alúmina y la circonia?

La alúmina es un material cerámico técnico muy común. La circonia, incluida la circonia estabilizada con itrio (YSZ), también se utiliza mucho en la industria de maquinaria. Dado que ambos son materiales de óxido y pueden sinterizarse sin vacío, comparten muchos equipos de fabricación y tienen un aspecto similar. Sin embargo, todavía existen bastantes diferencias entre estos dos materiales.

Precio: Alúmina vs Zirconia

La diferencia más significativa entre estos dos materiales es el precio. El coste de la zirconia es más del doble incluso que el del mejor material de alúmina. Una de las razones es el coste de la materia prima. Comparado con el Zr, el Al es mucho más abundante en la corteza y resulta mucho más barato. Por otro lado, el óxido de itrio, muy utilizado como estabilizador de la circonia, es un elemento de tierras raras con una fuente limitada.

Sin embargo, es el coste de moldear la zirconia el que aporta la mayor parte. La densidad de la zirconia es mucho mayor que la de la alúmina y su resistencia al desgaste es mucho mejor que la de la alúmina. Para rectificar los mismos espesores de zirconia se necesita casi 10 veces más tiempo que con la alúmina y se consumen más herramientas de diamante. Además, como la resistencia al choque térmico de la zirconia es escasa y requiere una temperatura de sinterización más elevada, el proceso de sinterización también cuesta más que el de la alúmina.

Aplicaciones: Alúmina frente a circonio

Como la resistencia al desgaste de la circonia es mucho mayor, se utiliza con frecuencia en morteros y mazos, jarras y medios de molienda, bolas de cojinetes y piezas cerámicas de válvulas y bombas. Las piezas de circonio duran más en las máquinas y se ensucian menos que los tarros de molienda. La zirconia suele ser mejor en aplicaciones mecánicas, pero la alúmina es un material más resistente a las balas debido a su menor densidad.

Aunque la zirconia puede soportar temperaturas más altas, su aplicación en hornos industriales es poco frecuente. La ventaja en temperatura de trabajo no es muy significativa, mientras que el coste de la zirconia es mucho mayor.

El ZrO2 de alta densidad también ofrece una mayor resistencia a la corrosión. El óxido de circonio podría sobrevivir más tiempo en entornos altamente corrosivos y se considera un material mejor en los laboratorios de química.

En general, la zirconia ofrece mejores resultados si no se tienen en cuenta la densidad y la resistencia al choque térmico. Sin embargo, su elevado coste limita su aplicación y deja la mayor parte del mercado a la alúmina.