Gidsen / Materialen
Aluminiumoxide of zirkoniumoxide? Kies op faalwijze, niet op datablad
13 april 2026
Twee materialen dekken de meeste onderdelen van technische keramiek, en de keuze daartussen valt meestal in één zin: gaat het onderdeel bezwijken doordat het onder belasting scheurt, of gaat het falen door hitte, chemie of elektrische belasting?
Zirkoniumoxide kan het eerste aan. Aluminiumoxide kan het tweede aan en is daarbij goedkoper.
De korte vergelijking
| Aluminiumoxide 99.5% | Zirkoniumoxide 3Y-TZP | |
|---|---|---|
| Buigsterkte | 300 tot 400 MPa | 900 tot 1200 MPa |
| Breuktaaiheid | Rond 4 MPa m^0.5 | Rond 9 tot 12 MPa m^0.5 |
| Hardheid | Hoger | Iets lager |
| Stijfheid | Hoger, rond 370 GPa | Lager, rond 210 GPa |
| Warmtegeleiding | Rond 30 W/mK | Rond 2 tot 3 W/mK |
| Max. gebruikstemperatuur | 1500 °C en hoger | Meestal 800 tot 1000 °C |
| Thermische uitzetting | Rond 8 ppm/K | Rond 10 ppm/K |
| Relatieve kosten | Uitgangspunt | Hoger |
Beschouw dit als gangbare gepubliceerde bereiken voor veelgebruikte kwaliteiten, niet als garanties. Het datablad van de blankleverancier voor de specifieke batch is waar een bedrijf op offreert.
Kies zirkoniumoxide als het onderdeel kan scheuren
Zirkoniumoxide dankt zijn taaiheid aan een transformatiemechanisme. Korrels in een metastabiele tetragonale fase klappen om naar monoklien wanneer een scheur probeert door te lopen, en de kleine volumetoename knijpt de scheur dicht. Daarom overleeft het puntbelastingen, dunne secties en stoten waarbij een onderdeel van aluminiumoxide zou splijten.
Kies het wanneer:
- Het onderdeel een plunjer, zuiger, mes, matrijs, sproeierinzet of iets anders is dat een mechanische klap krijgt
- De wanddikte onder ongeveer 1.5 mm ligt, of het onderdeel een slank kenmerk heeft
- Het onderdeel door mensen wordt gehanteerd, gemonteerd of ingeklemd in plaats van door opspanmiddelen
- Het onderdeel medisch of tandheelkundig is, waar zirkoniumoxide al decennia wordt gebruikt en er gevestigde kwaliteiten zijn
- Een uitgebroken rand de faalwijze is die u in de praktijk steeds weer ziet
Het transformatiemechanisme heeft een keerzijde in hete, vochtige omstandigheden, behandeld in veroudering van zirkoniumoxide.
Kies aluminiumoxide als het onderdeel met de omgeving moet leven
Aluminiumoxide is de standaard omdat het in de meeste opzichten goed genoeg en goedkoop is. Het wint duidelijk wanneer:
- Het onderdeel heet wordt of in een warmtepad zit, omdat het warmte ongeveer tien keer beter geleidt dan zirkoniumoxide
- Het onderdeel een isolator onder spanning is, waar de zuiverheid van aluminiumoxide doorslagsterkte oplevert
- Het onderdeel groot is, omdat het kostenverschil groeit met de hoeveelheid materiaal
- Het onderdeel wordt gemetalliseerd of aan metaal gesoldeerd, wat een volwassen proces is op aluminiumoxide van 94 tot 96%
- Stijfheid telt, bijvoorbeeld bij een opspanmiddel dat niet mag doorbuigen
Voor de keuze tussen kwaliteiten aluminiumoxide, zie welke zuiverheid aluminiumoxide u echt nodig hebt.
De composieten ertussenin
U hoeft niet voor een uiterste te kiezen.
- ZTA, met zirkoniumoxide versterkt aluminiumoxide, is een matrix van aluminiumoxide met ongeveer 10 tot 20% zirkoniumoxide. Het behoudt het grootste deel van de stijfheid, hardheid en prijs van aluminiumoxide en voegt nuttige taaiheid toe.
- ATZ, met aluminiumoxide versterkt zirkoniumoxide, is het omgekeerde. Grotendeels zirkoniumoxide met toegevoegd aluminiumoxide, wat hardheid en verouderingsbestendigheid iets verhoogt ten opzichte van zuiver 3Y-TZP.
Beide zijn het vragen waard als een onderdeel in aluminiumoxide scheurt maar de offerte voor zirkoniumoxide ongemakkelijk hoog is.
Wat er verandert bij het bewerken
Aluminiumoxide slijpt sneller en breekt meer uit. Zirkoniumoxide slijpt langzamer en houdt een rand beter vast. Het prijsverschil tussen beide op een afgewerkt onderdeel is daardoor kleiner dan het verschil tussen de ruwe blanks, zeker bij een klein onderdeel met fragiele kenmerken.
Zirkoniumoxide haalt ook betrouwbaarder een fijnere afwerking en een nauwere tolerantie. Staat er op uw tekening een eis voor vlakheid of Ra, dan zou een deel van de meerkosten sowieso al worden uitgegeven. Zie realistische toleranties en oppervlakteafwerkingen.
Drie vragen die de keuze bepalen
- Wordt het onderdeel belast, gestoten of is het dun? Zo ja, begin met zirkoniumoxide.
- Zit het onderdeel in een warmtepad of staat het onder spanning? Zo ja, begin met aluminiumoxide.
- Is het onderdeel groot en kostengevoelig? Zo ja, begin met aluminiumoxide en overweeg ZTA als het scheurt.
Wijzen de antwoorden verschillende kanten op, vermeld dat dan in de aanvraag. Wie de omgeving beschrijft en de faalwijze die hij wil voorkomen, krijgt een beter advies dan wie een kwaliteit noemt waar hij niet zeker van is. De volledige checklist staat in de inkoopgids.
Stuur uw tekening en wij koppelen u aan maximaal 3 bedrijven die beide materialen slijpen. Antwoord binnen 24 werkuren.
Veelgestelde vragen
Wat is sterker, aluminiumoxide of zirkoniumoxide?
Zirkoniumoxide, met ruime marge, zowel in buigsterkte als in breuktaaiheid. Gangbaar 3Y-TZP haalt rond 900 tot 1200 MPa buigsterkte tegenover 300 tot 400 MPa voor aluminiumoxide, met ongeveer drie keer de breuktaaiheid.
Kan zirkoniumoxide aluminiumoxide vervangen in een heet onderdeel?
Meestal niet. Zirkoniumoxide geleidt warmte slecht en de sterkte zakt weg boven ongeveer 800 tot 1000 °C, afhankelijk van de kwaliteit. Aluminiumoxide, siliciumcarbide of siliciumnitride zijn dan de betere keuze.
Welke is goedkoper?
Aluminiumoxide, zowel als blank als bij het slijpen. Blanks van zirkoniumoxide kosten meer per kilo en slijpen langzamer, al breekt het taaiere materiaal minder uit aan de randen, wat bij een fragiel onderdeel een deel van die meerkosten terugwint.
Een offerte nodig voor dit onderdeel?
Stuur de tekening. Wij koppelen u aan maximaal 3 bedrijven die deze kwaliteit slijpen en antwoorden binnen 24 werkuren.
Vind een passend keramiekbedrijf