Het tandwiel op de foto is vervaardigd uit yttrium gestabiliseerd zirkoonoxide, ook wel  Yttria-stabilized Tetragonal Zirconia Polycristal (YTZP) genaamd. Een materiaal dat wordt toegepast vanwege de zeer hoge sterkte, slijtvastheid, chemische bestendigheid en hoge breukbestendigheid. Het tandwiel bied bij verschillende chemische toepassing weerstand aan de corrosieve  en abrasieve slijtage waaraan pompen onderhevig zijn. De materiaalkeuze zorgt ervoor dat de levensduur van het tandwiel tot wel 10x langer is dan zijn stalen equivalent. De initiële kosten liggen weliswaar een stuk hoger, maar worden snel terugverdiend door lager materiaalverbruik en minder downtime van de installatie.

Waarom wordt Zirkoonoxide gestabiliseerd?

Het verkrijgen van een maatvast gesinterd zirkoonoxide product is niet mogelijk vanwege de verandering in het kristalrooster bij een temperatuur van 1173 °Ϲ. Bij deze temperatuur slaat het rooster om van een monoclinische naar tetragonale structuur, wat gepaard gaat met een volumeverandering van 9%. Om dit tegen te gaan, kan zirkoonoxide worden gestabiliseerd met magnesium, cerium of yttrium.

Wat zorgt voor het zelf herstellend vermogen van zirkoonoxide?

Wanneer er haarscheurtjes in het materiaal ontstaan door een te hoge belasting, vormen er rond deze scheurtjes stressgebieden. Deze kunnen zo groot worden dat een plaatselijke omzetting van het kristalrooster in gang wordt gezet met een volumetoename als gevolg. Dit betekent dat wanneer er scheurtjes in het materiaal ontstaan, de omslag van het kristalrooster in deze stressgebieden ervoor zorgt dat de scheurtjes dicht worden gedrukt en niet verder groeien.