ZYFB Zirconium Oxide Composite

Overview: ZYFB Zirconium Oxide Composite

Zirconium oxide boards types ZYFB-3 & ZYFB-6 are rigid refractory structures composed of ZYBF bulk fibres which are nearly 100 % zirconia phase stabilized with yttria. These ceramics have high insulating properties that excel at extremely high temperatures and in severe environments such as corrosive, oxidizing and reducing atmospheres. 

Fibres used to manufacture these ZYBF-3 and ZYBF-6 products undergo multiple processing and heat treatments. They have a good dimensional stability up to 1,650 °C and can be used as insulation in fused quartz processing, heat shield and setter for loads up to twice its weight at temperature up to 1,400 °C.

ZYBF composites are machinable with traditional tools

Applications of ZYFB Zirconium Oxide Composite

  • High temperature insulation
  • Zone separator in directional solidification furnaces

Available ZYFB Zirconium Oxide Composite

ZYBF boards and cylinders are available at two different densities:

• ZYFB-3 is our lowest density product at 0.48 g/cm3 and benefits of an extremely low thermal conductivity.

Usual Applications: hot face insulation in fused quartz processing, zone separator in directional solidification furnaces used to manufacture jet turbine blades.

• ZYFB-6 is medium density product at 0.96 g/cm3 and has a better mechanical strength than ZYBF-3 products.

Usual Applications: IR source insulation in FTIR spectrometer, insulation in nuclear meltdown experiments.

ZYFB-3 & ZYFB-6

Dimensions

Square Board

from 152.4 x 152.4 x 6.4 mm
to 152.4 x 152.4 x 38.1 mm

from 304.8 x 304.8 x 6.4 mm
to 304.8 x 304.8 x 38.1 mm

The dimensions depend on the article number.
Customized designs are available on request.

Technical Data of ZYFB Zirconium Oxide Composite

Property

Unit

ZYFB-3

ZYFB-6

Composition

ZrO2*

Wt. % 

90

90

Y2O3

10

10

Typical Impurities

HfO2

Wt. %

1 to 2

1 to 2

SiO2

0.12

0.12

TiO2

0.14

0.14

CaO

0.09

0.09

MgO

0.03

0.03

Fe2O3

0.04

0.04

Al2O3

0.01

0.01

Na2O

0.01

0.01

Colour

white

white

Bulk Density

g/cm3

0.48

0.96

Porosity

%

92

84

Operating Temperature**

°C

1,800

1,800

Peak Temperature

°C

2,200

2,200

Melting Point

°C

2,590

2,590

Flexural Strength
(// to Fibre Plane)

MPa

0.60

2.10

Compressive Strength at 10 % compression 
(// to Fibre Plane)

MPa

0.29

1.59

Outgassing in Vacuum

None

None

Dilatometric Softening Temperature at 10 psi

°C

1,180

1,240

*1-2 % weight hafnia (HfO2) occurs naturally with zirconia (ZrO2) and does not affect performance.
**Maximum use temperature is dependent of variables such as chemical environment and stresses; both thermal and mechanical.

Physical variables included in this documentation are provided by way of indication only and do not, under any circumstances, constitute a contractual undertaking. Please contact our technical service if you require any additional information.

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Zirconium Oxide Fibre (326.87k)

Technical datasheet: Zirconium Oxide Fibre

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Composite Materials

FAQs that can help you in this category

Quelle est la différence entre une plaque en silicate de calcium et une plaque en mica ?

Les plaques en silicate de calcium présentent une faible densité (200 – 1 000 kg/m³), une conductivité thermique faible (~0,05–0,35 W/m·K) et une bonne tenue jusqu’à 1 000 °C. Elles sont utilisées comme isolants structurels. Les plaques en mica (phlogopite ou muscovite) offrent une excellente rigidité diélectrique (> 20 kV/mm) et une tenue thermique jusqu’à 500–1 000 °C selon le type. Merci de consulter Final Advanced Materials pour l’usage du composite Mica, ce produit est très particulier. Il doit être en permanence comprimé entre 2 autres plaques pour conserver son intégrité mécanique (dégradation du liant silicone à haute température).

Les composites rigides peuvent-ils être usinés sur machine CNC ?

Oui, les composites inorganiques proposés par Final Advanced Materials peuvent être usinés en CNC. L’usinage des réfractaires à base de silicate de calcium (CaSiO₃) ou matériaux dérivés type boards isolant présente des spécificités liées à leur faible densité, forte porosité et faible cohésion mécanique. Ces composites ne sont pas durs mais il y a un risque élevé d’écaillage et effritement, il faut minimiser les efforts et éviter l’arrachement de matière. La poudre générée est très abrasive, un système d’aspiration sur votre installation est indispensable. Nous pouvons usiner ces matières pour vous dans notre atelier.

Quel composite technique isolant choisir pour une application thermique continue jusqu'à 1 000 °C ?

Pour une application continue à 1 000 °C, Final Advanced Materials recommande des composites à base de fibres céramiques ou silicate de calcium. Ces matériaux offrent une conductivité thermique faible (~0,08–0,35 W/m·K) et une bonne stabilité dimensionnelle. Les composites nanoporeux peuvent descendre à 0,02–0,04 W/m·K mais sont plus fragiles mécaniquement. Le choix dépend du compromis entre isolation thermique et résistance mécanique. Un descriptif complet de l’application et des contraintes est nécessaire pour faire une prescription de matière.

Quelle est la tenue mécanique en compression des panneaux composites à haute température ?

Les panneaux composites haute température de Final Advanced Materials présentent des résistances en compression variant de 1 à 40 MPa selon la densité. Les matériaux isolants légers (fibres, microporeux) sont limités (~1–5 MPa), tandis que les composites plus denses (silicate renforcé, zircone) atteignent 10–20 MPa, jusqu’à 40 MPa pour un silicate de calcium de densité 1300 kg/m3. Attention tous les composites inorganiques qui tiennent à hautes température (>300°C) n’ont aucune élasticité et sont donc assez fragiles.