Oksidni keramički prah: Praktični vodič za vrste, svojstva i industrijske primjene

Oksidni keramički prah temeljna je sirovina iza nekih od najzahtjevnijih inženjerskih komponenti u modernoj industriji — od toplinskih barijernih premaza koji štite lopatice turbina mlaznih motora, do biokompatibilnih površina implantata koji se koriste u ortopedskoj kirurgiji, do materijala supstrata u visokofrekventnim elektroničkim uređajima. Pojam obuhvaća široku obitelj anorganskih, nemetalnih prahova u kojima je kisik kemijski vezan na jedan ili više metalnih ili polumetalnih elemenata, proizvodeći spojeve izuzetne tvrdoće, toplinske stabilnosti, električne izolacije i kemijske otpornosti. Ovaj vodič presijeca složenost kako bi inženjerima, stručnjacima za nabavu i istraživačima materijala pružio praktično razumijevanje o tome što su oksidni keramički prahovi, po čemu se razlikuju, koji su parametri obrade važni i gdje je koja vrsta najbolja.

Što definira oksidni keramički prah

Oksidna keramika je podrazred napredne keramike u kojoj primarna kemijska veza uključuje ionske i kovalentne veze metal-kisik ili polu-metal-kisik. U obliku praha, ti se materijali proizvode kao fine čestice — u rasponu od sub-mikrona (nanometarska skala) do desetaka mikrona u promjeru — koje se naknadno prerađuju u guste komponente ili premaze putem sinteriranja, vrućeg prešanja, termičkog raspršivanja ili drugih putova metalurgije praha i keramike.

Oznaka "oksid" razlikuje ove materijale od neoksidne keramike kao što su karbidi, nitridi i boridi. Oksidna keramika općenito je kemijski stabilnija u oksidirajućim okruženjima i otpornija na visokotemperaturnu oksidaciju od svojih neoksidnih analoga, što ih čini zadanim izborom za primjene koje uključuju produljenu izloženost zraku, plinovima izgaranja ili oksidirajućim kemijskim okruženjima. Također ih je obično lakše sinterirati do visoke gustoće od neoksidne keramike, jer su atmosfere sinteriranja koje sadrže kisik i standardna okolina peći prirodno kompatibilna sa sustavima oksidnog praha.

Svojstva bilo koje date oksidni keramički prah određuju tri razine strukture: kristalna kemija samog spoja (koja određuje intrinzična svojstva poput tališta i električnog ponašanja), mikrostrukturne karakteristike praha (veličina čestica, raspodjela veličine čestica, morfologija i površina), te čistoća i fazni sastav praha (koji određuju jesu li prisutne druge faze, dodaci ili nečistoće i kakav učinak imaju na obradu i konačna svojstva).

Glavne vrste oksidnih keramičkih prahova i njihova svojstva

Kategorija oksidnog keramičkog praha uključuje desetke kemijski različitih spojeva, ali relativno mala skupina čini veliku većinu industrijske i istraživačke upotrebe. Razumijevanje različitih profila svojstava ovih glavnih vrsta bitno je za odabir materijala.

Aluminijev oksid (aluminij, Al₂O₃)

Glinica je oksidni keramički prah koji se najčešće proizvodi i konzumira na globalnoj razini. Alfa-aluminij (α-Al₂O₃) — termodinamički stabilna kristalna faza — oblik je koji se koristi u većini konstrukcijskih i habajućih primjena. Ima tvrdoću od približno 9 na Mohsovoj ljestvici (2000–2100 HV), talište od 2072°C, izvrsnu električnu izolaciju (otpor >10¹⁴ Ω·cm na sobnoj temperaturi) i dobru kemijsku otpornost na većinu kiselina i baza osim koncentriranih lužina i fluorovodične kiseline.

Prah aluminijevog oksida proizvodi se u širokom rasponu čistoće — od 99% do 99,99% — i veličina čestica od submikronskih kalciniranih prahova (D50 od 0,3–0,5 µm) koji se koriste za sinteriranje komponenti visoke gustoće, do grubljeg taljenog i zdrobljenog praha aluminijevog oksida (D50 od 20–80 µm) koji se koristi kao sirovina za premaze toplinskim raspršivanjem i abrazivne primjene. Ponašanje glinice pri sinteriranju osjetljivo je na čistoću: čak i 0,1–0,5% nečistoća alkalnih metala (natrij, kalij) potiče pretjerani rast zrna tijekom sinteriranja, što dovodi do grublje mikrostrukture i smanjene mehaničke čvrstoće.

Cirkonijev oksid (cirkonijev oksid, ZrO₂)

Cirkonij je druga najvažnija strukturna oksidna keramika, koja se razlikuje od aluminijevog oksida kombinacijom umjerene tvrdoće, iznimno visoke otpornosti na lom (za keramiku), vrlo niske toplinske vodljivosti i visoke ionske vodljivosti pri povišenim temperaturama. Čisti cirkonij prolazi kroz monoklinsku u tetragonalnu faznu transformaciju na približno 1170°C, što je popraćeno promjenom volumena koja uzrokuje pucanje u nedopiranom materijalu tijekom hlađenja - što čisti prah ZrO₂ čini neprikladnim za guste strukturne komponente bez stabilizacije.

Stabilizirani prah cirkonijevog oksida proizvodi se dodavanjem dopanta oksida — najčešće itrija (Y₂O₃), kalcija (CaO), magnezija (MgO) ili cerija (CeO₂) — koji suzbijaju destruktivnu faznu transformaciju. Najvažnije varijante koje se koriste u industriji su prahovi cirkonijeva oksida stabiliziranog itrijem (YSZ), posebno 3 mol% YSZ (3Y-TZP) za maksimalnu žilavost u stomatološkim i biomedicinskim primjenama, i 8 mol% YSZ (8YSZ) za maksimalnu otpornost na toplinsko cikliranje u prevlakama toplinske barijere za komponente zrakoplovnih turbina.

Titanijev dioksid (Titania, TiO₂)

Titanijum postoji u tri kristalna oblika — rutil, anataz i brukit — pri čemu je rutil termodinamički stabilna visokotemperaturna faza koja se koristi u većini keramičkih i premaznih aplikacija. Titania keramički prah ima umjerenu tvrdoću (Mohs 6–6,5), visok indeks loma i dielektričnu konstantu što ga čini vrijednim u elektroničkim keramičkim formulacijama. Titanijev anataz posebno je važan u fotokatalitičkim primjenama zbog svoje visoke fotokatalitičke aktivnosti pod UV osvjetljenjem, pokretačkih primjena u pročišćavanju zraka, samočistećih površina i fotokatalitičke obrade vode. Rutilni prah TiO₂ s kontroliranom morfologijom čestica koristi se kao sirovina za toplinsko raspršivanje za premaze otporne na habanje koji nude bolju žilavost od glinice u okruženjima sklonim udarcima.

Magnezijev oksid (magnezijev oksid, MgO)

Prah magnezijevog oksida odlikuje se izuzetno visokim talištem (2852°C), dobrom toplinskom vodljivošću za oksidnu keramiku i jakim osnovnim kemijskim svojstvima. Higroskopan je — apsorbira atmosfersku vlagu i stvara Mg(OH)₂ — što komplicira skladištenje i rukovanje prahom te zahtijeva pažljivo sušenje prije sinteriranja. MgO prah se koristi kao vatrostalni materijal u visokotemperaturnim oblogama peći, kao dopant u glinici i drugoj oksidnoj keramici za suzbijanje rasta zrna i poboljšanje gustoće sinteriranja, te kao sastavni dio višekomponentnih oksidnih keramičkih prahova za specijalizirane dielektrične i magnetske primjene.

Cerijev oksid (Ceria, CeO₂)

Ceria je keramički prah oksida rijetke zemlje s kristalnom strukturom fluorita i značajnim kapacitetom skladištenja i otpuštanja kisika kroz redoks ciklus Ce⁴⁺/Ce³⁺, što ga čini kritičnim funkcionalnim materijalom u automobilskim trosmjernim katalizatorima. U obliku keramičkog praha, cerij se koristi kao stabilizator za cirkonij, kao abraziv za poliranje optičkog stakla i silikonskih pločica (gdje njegova blaga tvrdoća i kemijsko-mehaničko djelovanje poliranja osigurava vrhunsku završnu obradu površine s minimalnim oštećenjem ispod površine) i kao pomoćno sredstvo za sinteriranje u materijalima elektrolita čvrstih oksidnih gorivih ćelija (SOFC).

Silicijev dioksid (silicijev dioksid, SiO₂)

Silicij zauzima jedinstveno mjesto u obitelji oksidne keramike jer može postojati u kristalnom obliku (kvarc, kristobalit, tridimit) i amorfnom obliku (taljeni silicij). Amorfni silicijev dioksid i istaloženi prah silicijevog dioksida imaju izuzetno velike površine (50-400 m²/g) i koriste se kao reološki modifikatori, punila za pojačanje u elastomerima i kao nosači za katalizatore koji daju površinu. Kristalni kvarcni prah ima piezoelektrična svojstva koja se iskorištavaju u elektroničkim uređajima za kontrolu frekvencije. Taljeni prah silicijevog dioksida, sa svojim koeficijentom toplinske ekspanzije gotovo nultim, koristi se u ljuskama za precizni liveni materijal i kao sirovina za toplinsko raspršivanje za premaze niske ekspanzije.

Usporedba ključnih svojstava glavnih oksidnih keramičkih prahova

Tablica u nastavku pruža usporednu usporedbu najkritičnijih inženjerskih svojstava za vrste primarnog oksidnog keramičkog praha, za potporu odlukama o odabiru materijala:

Karakteristike praha koje određuju učinak obrade

Kemijski sastav mase oksidnog keramičkog praha govori samo dio priče. Fizičke i morfološke karakteristike čestica praha imaju jednako velik — i često dominantan — utjecaj na to kako se prah ponaša tijekom obrade i kakva svojstva postiže konačna sinterirana ili obložena komponenta. Ovo su parametri koje iskusni inženjeri keramike pomno razmatraju kada ocjenjuju seriju praha.

Veličina čestica i raspodjela veličine čestica (PSD)

Veličina čestica je pojedinačna najutjecajnija karakteristika praha za sinteriranje. Finiji prah ima veću površinu, što povećava termodinamičku pokretačku silu za sinteriranje i omogućuje zgušnjavanje na nižim temperaturama ili u kraćem vremenu. Submikronski prah glinice (D50 od 0,2–0,5 µm) može se sinterirati do >99% teorijske gustoće na 1400–1500°C, dok grublji prah iste kemije (D50 od 2–5 µm) može zahtijevati 1600–1700°C za postizanje ekvivalentne gustoće. Za primjene termičkog raspršivanja vrijedi suprotno — čestice koje su previše sitne (ispod ~5 µm) ne prolaze dobro kroz opremu za raspršivanje i mogu ispariti u plazmi umjesto da se tope i talože. Puderi toplinskog raspršivanja obično su u rasponu od 15-100 µm, s kontroliranim PSD-om kako bi se osiguralo dosljedno ponašanje tijekom leta.

Širina raspodjele veličine čestica važna je jednako kao i srednja veličina čestica. Uzak PSD (tijesna raspodjela oko D50) proizvodi jednoličnije pakiranje u slojevima praha i predvidljivije ponašanje sinteriranja. Široki PSD može poboljšati zelenu gustoću boljim pakiranjem finih čestica u međuprostore između grubih čestica, što može biti prednost za određene putove obrade. Navođenje vrijednosti D10, D50 i D90 — ne samo D50 — pri kupnji oksidnog keramičkog praha daje potpuniju sliku raspodjele veličine čestica.

Specifična površina (BET)

Specifična površina, mjerena BET metodom adsorpcije dušika i izražena u m²/g, usko je povezana s veličinom čestica, ali također odražava hrapavost površine i unutarnju poroznost čestica. Prahovi s velikom površinom (>10 m²/g za glinicu) su kemijski reaktivniji, apsorbiraju više atmosferske vlage i zahtijevaju više veziva u formulacijama za lijevanje trake i injekcijsko prešanje. Oni također sinteriraju na nižim temperaturama, ali su osjetljiviji na aglomeraciju, koja može stvoriti čvrste aglomerate koji ograničavaju gustoću u zelenom tijelu ako nisu pravilno raspršeni tijekom obrade.

Morfologija čestica

Oblik čestica izravno utječe na sipkost praha, gustoću pakiranja i ujednačenost zelenog tijela. Sferne čestice — proizvedene sušenjem raspršivanjem, pirolizom raspršivanjem ili sol-gel procesima — slobodno teku, ravnomjerno se pakiraju i proizvode zelena tijela s homogenom distribucijom gustoće, što znači predvidljivo, izotropno skupljanje tijekom sinteriranja. Čestice nepravilnog oblika proizvedene drobljenjem i mljevenjem imaju manju sipkost i pakiraju se manje jednolično, ali osiguravaju bolje mehaničko međusobno spajanje u prešanim sirovim tijelima i mogu postići veću gustoću u prešanom stanju u nekim operacijama prešanja. Za primjenu termičkog raspršivanja, sferoidizirani praškovi (čestice zaobljene plazmom ili plamenom) su poželjni jer slobodno prolaze kroz dovode praha i proizvode konzistentnije putanje čestica u letu.

Fazni sastav i čistoća

Za cirkonijeve prahove, provjera faznog sastava — potvrđivanje ispravnog omjera stabilizirajućeg dopanta kako bi se osigurala prisutnost ciljane faze (tetragonalne, kubične ili miješane) — ključna je prije obrade. Rendgenska difrakcija (XRD) standardna je analitička metoda za identifikaciju i kvantifikaciju faza. Za aluminijev oksid, potvrda da je prah u alfa fazi (umjesto u prijelaznim fazama kao što su gama ili theta) važna je za primjene koje zahtijevaju predvidljivo skupljanje pri sinterovanju — prijelazni aluminij se transformira u alfa sa značajnim egzotermnim događajem i promjenom volumena na ~1100°C što može uzrokovati pucanje u loše obrađenim komponentama.

Metode proizvodnje oksidnih keramičkih prahova

Svojstva oksidnog keramičkog praha djelomično ovise o tome kako je napravljen. Različiti putovi sinteze proizvode prahove sa sustavno različitim veličinama čestica, morfologijama, čistoćama i faznim sastavima, a razumijevanje proizvodne metode iza praha pomaže u predviđanju kako će se on ponašati u obradi.

• Kalcinacija prekursora soli: Najčešći industrijski put za glinicu i mnoge druge prahove oksida. Topljiva metalna sol (kao što je aluminijev hidroksid ili aluminijev nitrat) termički se razgrađuje u rotirajućoj peći kako bi se proizveo prah oksida. Veličina čestica i površina kontroliraju se temperaturom kalcinacije i vremenom zadržavanja. Ovaj put je jeftin i skalabilan, ali obično proizvodi čestice nepravilnog oblika s umjerenom površinom.
• Suprecipitacija: Otopine soli metala se miješaju i talože dodatkom baze (obično amonijevog hidroksida) kako bi se proizveli miješani hidroksid ili karbonatni prekursori, koji se zatim kalciniraju do oksida. Koprecipitacija je primarni put za proizvodnju višekomponentnih oksidnih prahova s ​​ujednačenim kemijskim miješanjem na nanoskali — bitno za dopirani cirkonij, barijev titanat i drugu funkcionalnu oksidnu keramiku gdje je kemijska homogenost kritična.
• Sol-gel obrada: Otopine metalnih alkoksida ili soli hidroliziraju se i kondenziraju kako bi se stvorila mreža gela, koja se zatim suši i kalcinira. Sol-gel proizvodi iznimno fine prahove visoke čistoće s uskim PSD-om i izvrsnom kemijskom homogenošću u višekomponentnim sustavima. Ograničenje je viši trošak sirovina (prekursori metalnih alkoksida su skupi) i niža proizvodnja u usporedbi s putevima kalcinacije.
• Sinteza plamenom ili plazmom: Prekurzori metala (plinovi, tekućine ili prahovi) ubrizgavaju se u visokotemperaturni plamen ili mlaz plazme, gdje se oksidiraju i brzo gase kako bi se formirale nanočestice oksida. Ovim putem se proizvode najfiniji, najujednačeniji dostupni oksidni keramički nanoprahovi (D50 od 10–100 nm) vrlo visoke čistoće. Upareni silicij i upareni aluminijev oksid proizvedeni plamenom hidrolizom glavni su komercijalni proizvodi dobiveni ovim putem.
• Fuzija i drobljenje: Oksidni materijali se tope u elektrolučnim pećima, a skrutnuti spojeni ingoti se drobe, melju i klasificiraju kako bi se proizveo prah s kontroliranom distribucijom veličine čestica. Stopljeni i zdrobljeni prahovi imaju kutnu morfologiju, visoku kristalnost i obično su grublji — prvenstveno se koriste kao sirovine za toplinsko raspršivanje, abrazivna zrna i vatrostalni agregat, a ne za sinterirane komponente.
• Sušenje raspršivanjem i piroliza raspršivanjem: Sušenje raspršivanjem proizvodi sferne aglomerirane granule iz finih suspenzija primarnog praha — to su slobodno protočni, sferični praškovi koji se koriste kao sirovine za toplinsko raspršivanje i kao granule spremne za prešanje za prešanje. Spray piroliza pretvara otopljene otopine metalnih soli izravno u sferne čestice oksidnog praha raspršivanjem u vruću peć — proizvodeći prahove visoke sferičnosti i kontrolirane stehiometrije.

Industrijske primjene prema vrsti oksidnog keramičkog praha

Oksidni keramički prahovi dostižu svoju krajnju primjenu kroz niz putova obrade, od kojih svaki postavlja različite zahtjeve fizičkim karakteristikama praha. Sljedeća analiza pokriva najznačajnija područja primjene prema vrsti praha i metodi obrade.

Toplinski premazi u spreju (zrakoplovstvo, proizvodnja energije, industrijska odjeća)

Toplinski sprej jedna je od najobimnijih primjena za oksidne keramičke prahove, posebice aluminijev oksid i cirkonijev oksid stabilizirani itrijem. U plazma raspršivaču i procesima s kisikovim gorivom velike brzine (HVOF), keramički prah se ubrizgava u struju plina visoke temperature, gdje se čestice tope ili omekšavaju i ubrzavaju prema podlozi, udarajući i brzo skrućujući kako bi formirale mikrostrukturu lamelarnog premaza. Praškasti sustav od 8 mol% YSZ industrijski je standardni materijal za toplinske zaštitne premaze (TBCs) na lopaticama plinskih turbina — niska toplinska vodljivost premaza (2–2,5 W/m·K) i tolerancija naprezanja omogućuju metalnom supstratu rad na temperaturama iznad granice bez premaza. Mješavine aluminijevog oksida i titanijevog oksida (obično Al₂O3 13 wt% TiO₂) koriste se za premaze otporne na habanje i koroziju na industrijskim komponentama gdje dodatak titanijevog oksida ojačava premaz u odnosu na čisti aluminijev oksid.

Sinterirane strukturne i habajuće komponente

Submikronski prah aluminijevog oksida visoke čistoće je sirovina za sinterirane komponente aluminijevog oksida koje se koriste u opremi za proizvodnju poluvodiča (stezne ploče, obloge plazma komora), precizne habajuće dijelove (brtve pumpe, vodilice navoja, podloge alata za rezanje) i električne izolatore. Prah se obično oblikuje u zelena tijela jednoosnim prešanjem, hladnim izostatičkim prešanjem (CIP), lijevanjem trake ili injekcijskim prešanjem, zatim sinterira na 1500–1650°C. 3Y-TZP cirkonijev prah je materijal izbora za zubne krunice i mostove, ortopedske glave bedrene kosti i precizne mehaničke komponente koje zahtijevaju veću otpornost na lom nego što može pružiti glinica.

Elektronička i funkcionalna keramika

Višekomponentni oksidni keramički prahovi — uključujući barijev titanat (BaTiO₃), olovo cirkonat titanat (PZT) i razne feritne sastave — aktivni su materijali u kondenzatorima, piezoelektričnim senzorima i aktuatorima, pretvaračima i magnetskim komponentama. Zahtjevi kvalitete za elektroničke keramičke prahove među najstrožima su u industriji: kemijska homogenost na nanoskali, vrlo uska raspodjela veličine čestica, ultravisoka čistoća (nečistoće na razini ppm mogu drastično promijeniti dielektrična ili magnetska svojstva) i kontrolirana stehiometrija (čak i mala odstupanja od ciljnog omjera kationa utječu na stabilnost faze i funkcionalna svojstva).

Biomedicinske i stomatološke primjene

Prahovi cirkonijevog oksida i glinice koji se koriste u biomedicinskim primjenama moraju ispunjavati ISO 13356 (cirkonijev oksid za kirurške implantate) ili ekvivalentne standarde koji specificiraju fazni sastav, veličinu zrna, mehanička svojstva i biokompatibilnost. Zubni cirkonski obrasci za CAD/CAM glodanje proizvode se od prethodno sinteriranih, djelomično zgusnutih YSZ praha — djelomično sinterirano stanje omogućuje učinkovito glodanje prije nego što se komponenta potpuno sinterira do konačne gustoće. Aluminijev oksid u prahu koristi se za keramičke keramičke ležajne površine, gdje njegova izvrsna otpornost na habanje i biokompatibilnost rezultiraju smanjenjem stvaranja ostataka od habanja u usporedbi s alternativama metal na polietilenu.

Specifikacije kvalitete i metode karakterizacije

Određivanje oksidnog keramičkog praha za tehničku primjenu zahtijeva definiranje opsežnog skupa mjerljivih parametara kvalitete, a ne samo kemijske čistoće. Stroga specifikacija praha trebala bi uključivati sljedeće:

• Kemijski sastav i čistoća (ICP-OES ili XRF): Navedite minimalni postotak čistoće i najveće dopuštene razine za kritične nečistoće — posebno alkalijske metale za glinicu, sadržaj hafnija za cirkonij (prirodna ruda cirkonija uvijek sadrži hafnij, koji se mora kemijski odvojiti za nuklearnu primjenu) i nečistoće prijelaznih metala za elektroničku keramiku.
• Fazni sastav (XRD): Kvantitativna fazna analiza Rietveldovim usavršavanjem XRD podataka potvrđuje da je točna kristalna faza prisutna u ispravnom omjeru — posebno kritično za stabilizirani cirkonij i fazno osjetljivu funkcionalnu keramiku.
• Raspodjela veličine čestica (laserska difrakcija, D10/D50/D90): Navedite ciljani D50 i maksimalno dopušteni D90 za kontrolu grubog repa distribucije, koji neproporcionalno utječe na homogenost sirovog tijela i jednolikost sinteriranja.
• Specifična površina (BET adsorpcija dušika): Odredite ciljni raspon — ne samo minimum — jer i preniska i previsoka površina stvaraju probleme pri obradi (nedovoljna sposobnost sinteriranja u odnosu na aglomeraciju i pretjeranu potražnju za vezivom).
• Gustoća u rasutom stanju i točenju: Ova mjerenja karakteriziraju ponašanje pakiranja praha i izravno su relevantna za jednolikost punjenja kalupa u operacijama prešanja i protok praha u dodavačima toplinskog raspršivanja.
• Gubitak paljenjem (LOI): Mjeri hlapljivi sadržaj (adsorbirana voda, organski ostaci, produkti razgradnje karbonata) koji se mora izgorjeti prije ili tijekom sinteriranja. Neočekivani visoki LOI može uzrokovati pucanje ili napuhavanje sinteriranih komponenti.
• Morfologija (SEM snimanje): Skenirajuća elektronska mikroskopija pruža izravnu vizualizaciju oblika čestica, strukture aglomerata i površinske teksture koji se ne mogu zaključiti samo na temelju podataka laserske difrakcije.

Rukovanje, skladištenje i sigurnosna razmatranja

Oksidni keramički prahovi kemijski su stabilni i općenito netoksični kao rasuti materijali, ali fine keramičke čestice u rasponu veličina koje se mogu udisati (ispod 10 µm, a posebno ispod 4 µm) predstavljaju kroničnu zdravstvenu opasnost pri udisanju. Dugotrajno udisanje finog oksidnog keramičkog praha - osobito kristalnog silicijevog dioksida (kvarc) i određenih finih aluminijevih prahova - može uzrokovati progresivnu bolest pluća. Kristalni silicij je klasificiran kao karcinogen Grupe 1 prema IARC-u. Svo rukovanje finim oksidnim keramičkim prahom treba se izvoditi u skladu s važećim granicama izloženosti na radnom mjestu (OSHA PEL, ACGIH TLV) koristeći odgovarajuće tehničke kontrole (zatvoreni procesi, lokalna ispušna ventilacija) i zaštitu dišnog sustava (minimalno P100 respirator za rukovanje finim prahom).

Skladištenje oksidnog keramičkog praha zahtijeva pažnju na osjetljivost na vlagu - posebno za magnezij (koji se pretvara u Mg(OH)₂ u vlažnom zraku), djelomično stabilizirani prah cirkonijevog oksida i nanopraškove velike površine koji brzo apsorbiraju atmosfersku vodu. Čuvati u zatvorenim spremnicima sa sredstvom za sušenje u hladnim i suhim uvjetima. Prašci koji su bili izloženi vlazi moraju se osušiti na odgovarajućim temperaturama prije upotrebe u sinteriranju ili primjenama toplinskog raspršivanja kako bi se spriječilo stvaranje pare unutar komponenti tijekom obrade.

Oksidni keramički prah nanomjerne veličine (veličina čestica ispod 100 nm) predstavlja dodatna razmatranja pri rukovanju koja se odnose na njihov potencijal za suspenziju u zraku i smanjenu otpornost na aglomeraciju. Rad s keramičkim prahom od nanočestica trebao bi slijediti smjernice za izloženost specifičnim za nanočestice, uključujući korištenje pretinca za rukavice ili laminarnog protoka prostora za operacije vaganja i prijenosa te odlaganje kao opasni otpad u skladu s lokalnim propisima o otpadu od nanočestica.