假牙用的氧化鋯竟然也可以用在拋光?!氧化鋯拋光磨料解析

氧化鋯(ZrO2)是一種高性能陶瓷材料，具有耐高溫、耐磨性、耐腐蝕性和電絕緣特性，廣泛應用在精密零件、半導體、醫療器材和機械產業等等。由於耐磨和高硬度的特性，也相當適合作為拋光磨料的基材，特別適合應用於精密拋光與高品質表面處理。

氧化鋯是什麼？注音、英文、硬度解析

氧化鋯（注音：ㄍㄠˋ），英文為Zirconiumdioxide，常見簡稱為Zirconia（ZrO₂）。

在材料硬度表現上，氧化鋯維氏硬度（HV）約為1000–1200HV，依製程與晶相不同，甚至可達1500HV以上(鑽石的維氏硬度約在7,000HV~10,000HV)；若以莫氏硬度衡量，約落在8.5級，差不多介於氮化矽與碳化鎢之間，僅次於鑽石（莫氏硬度10）。

氧化鋯材料特性：高硬度、高耐磨、耐腐蝕、無靜電

氧化鋯（Zirconiumdioxide,ZrO₂）最早由巴西科學家Hussak於1892年發現。純氧化鋯在不同溫度條件下，會以三種主要晶相存在，分別為單斜晶相（Monoclinic）、正方晶相（Tetragonal）與立方晶相（Cubic）。在溫度變化過程中，氧化鋯的晶相也會隨之改便。

當溫度升高至約1170°C時，單斜晶相會轉變為正方晶相
進一步升溫至約2370°C，則轉換為立方晶相
當溫度達到約2680°C時，立方晶相會熔解為液相

氧化鋯會隨溫度呈現不同晶相結構，各晶相在力學性質與應用上有所差異。單斜晶相為室溫下最穩定型態，硬度高但韌性較低；正方晶相經安定化後可在室溫存在，兼具硬度與韌性，廣泛應用於牙科修復、精密零件與拋光磨料；立方晶相則在高溫或高比例安定化條件下穩定，並具離子導電特性，常見於燃料電池與高溫功能性陶瓷。

氧化鋯常見應用範圍

工業應用：用於製造軸承、刀具、拋光磨料等
耐火材料：作為高級耐火磚和窯具
電子與光學：壓電元件、電子材料、光學透鏡
半導體：絕緣部件、耐高溫夾治具
醫療：人工假牙，植入物：人工關節、脊椎固定器等（因生物相容性加）
珠寶：人造寶石，立方氧化鋯(CubicZirconia,CZ)

拋光磨料比較表：

性質	氧化鋯(ZrO₂)	氧化鋁(Al₂O₃)	鉬(Mo)	氮化矽(Si₃N₄)
材料類型	陶瓷（安定化氧化鋯）	氧化物陶瓷	難熔金屬	非氧化物陶瓷
密度(g/cm³)	5.6–6.1	3.8–3.9	10.2	3.1–3.3
比熱(J/g·K)	0.45–0.50	0.75–0.90	0.25	0.70–0.80
抗壓強度(MPa)	2000–3000	2000–3000	1500–2000	2500–3500
抗熱強度	中～高	中等	低	高
熱震抗性	安定化後佳	中等	易氧化、熱震差	最佳
熔點/熱穩定溫度(°C)	約2715°C	約2050°C	約2623°C	約1900°C（分解）

拋光製程如何使用氧化鋯

在拋光製程中，氧化鋯主要被用作高穩定性的拋光磨料，適合於需要控制去除量、降低刮傷風險並提升表面一致性的拋光階段。其使用方式並非追求快速材料去除，而是透過均勻磨耗機制，逐步修整表面微觀起伏。

作為主要拋光磨料顆粒

氧化鋯會被製成固定粒徑的粉體、顆粒或複合磨料，與拋光輪、拋光墊或其他載體搭配使用。
由於氧化鋯硬度高且韌性佳，拋光過程中不易破碎成尖銳碎片，有助於維持穩定的拋光狀態。

以穩定磨耗取代強切削

在拋光接觸面上，氧化鋯多以「削平突起」的方式作用，逐步降低表面粗糙度，而非形成深刮痕。
這種磨耗行為特別適合精密拋光或作為粗拋後的精修工序。

降低刮傷與表面缺陷風險

相較於脆性較高的磨料，氧化鋯在拋光過程中更能維持顆粒形狀穩定，減少因磨料崩裂所造成的隨機刮痕，提升表面品質的一致性。

適用於多種拋光型態

氧化鋯可應用於乾式拋光、半濕式拋光與精密拋光系統中，常見於金屬、合金與部分高韌性材料的表面修整，並可依需求調整粒徑與拋光條件。

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