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氧化锆陶瓷的特点及应用

氧化锆陶瓷含杂质时呈白色、黄色或灰色,一般含HfO2,难以分离。纯氧化锆在常压下有三种结晶状态。氧化锆陶瓷的生产要求制备纯度高、分散性好、颗粒超细、粒度分布窄的粉体。超细氧化锆粉末的制备方法有很多。氧化锆的提纯主要包括氯化和热分解、碱金属氧化分解、石灰熔化、等离子弧、沉淀、胶体、水解和喷雾热解。

氧化锆陶瓷的类型和特性;

氧化锆陶瓷杂质时呈白色、黄色或灰色,通常含二氧化氢,难以分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨。氧化锆通常由锆矿石制成。在常压下,纯氧化锆有三种晶态:单斜氧化锆(m-ZrO2)、四方氧化锆(t-ZrO2)和立方氧化锆(c-ZrO2),它们存在于不同的温度范围,可以相互转化:

氧化锆陶瓷温度密度

方形氧化锆1200-2370℃,6.10克/立方厘米

立方氧化锆> 2370℃±6.27克/立方厘米

以上三种晶态有不同的物理化学性质。为了在实际应用中获得所需的结晶状态和使用性能,通常添加不同类型的氧化锆陶瓷,例如部分稳定的氧化锆(PSZ)。当稳定剂为氧化钙、氧化镁和Y2O3时,分别表示为钙-PSZ、镁-PSZ、钇-PSZ等。由亚稳t-氧化锆组成的四方氧化锆被称为四方氧化锆多晶(TZP)。当添加Y2O3和CeO2作为稳定剂时,Y-TZP、Ce-TZP等。

氧化锆陶瓷应用

在结构陶瓷中,氧化锆陶瓷因其高韧性、高抗弯强度、高耐磨性、优异的隔热性能和接近钢的热膨胀系数而被广泛应用于结构陶瓷中。主要包括:Y-TZP磨球、分散研磨介质、喷嘴、球阀座、氧化锆模具、微型风扇轴、光纤销、光纤套、拉丝模具和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳和表带、手镯和挂件、滚珠轴承、高尔夫球轻击球杆等耐磨零件。

在功能陶瓷方面,其优异的耐高温性能可用作感应加热管、耐火材料和加热元件。氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数,主要用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(SOFC)和高温加热器。氧化锆具有高折射率(n-21 22)。通过添加一定的着色元素(V2O5、MoO3、Fe2O3等。)制成超细氧化锆粉末,可制成彩色半透明多晶氧化锆材料,闪耀如天然宝石,可制成各种装饰品。此外,氧化锆还广泛应用于热障涂层、催化剂载体、医疗、保 健、耐火材料、纺织等领域。


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