標籤:特種陶瓷精密陶瓷氧化鋯

白色,含雜質時呈黃色或灰色,一般含有HfO2,不易分離。在常壓下純ZrO2共有三種晶態。氧化鋯陶瓷的生產要求製備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分佈窄的粉體,氧化鋯超細粉末的製備方法很多,氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、鹼金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉澱法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。

1簡介

氧化鋯陶瓷
氧化鋯陶瓷,ZrO2陶瓷,Zirconia Ceramic

2種類特點

純ZrO2為白色,含雜質時呈黃色或灰色,一般含有HfO2,不易分離。世界上已探明的鋯資源約為1900萬噸,氧化鋯通常是由鋯礦石提純製得。在常壓下純ZrO2共有三種晶態:單斜(Monoclinic)氧化鋯(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化鋯(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化鋯(c-ZrO2),上述三種晶型存在於不同的溫度範圍,並可以相互轉化:
溫度  密度
單斜(Monoclinic)氧化鋯(m-ZrO2)  <950℃  5.65g/cc
四方(Tetragonal)氧化鋯(t-ZrO2)  1200-2370℃  6.10g/cc
立方(Cubic)氧化鋯(c-ZrO2) >2370℃ 6.27g/cc
上述三種晶態具有不同的理化特性,在實際應用為獲得所需要的晶形和使用性能,通常加入不同類型的穩定劑製成不同類型的氧化鋯陶瓷,如部分穩定氧化鋯(partially stabilized zirconia,PSZ),當穩定劑為CaO、 MgO、Y2O3時,分別表示為Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ等。由亞穩的t- ZrO2組成的四方氧化鋯稱之為四方氧化鋯多晶體陶瓷(tetragonal zirconia polycrysta,TZP)。當加入的穩定劑是Y2O3 、CeO2,則分別表示為Y-TZP、Ce-TZP等。

3粉體製備

氧化鋯陶瓷的生產要求製備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分佈窄的粉體,氧化鋯超細粉末的製備方法很多,氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、鹼金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉澱法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。粉體加工方法有共沉澱法、溶膠一凝膠法、蒸發法、超臨界合成法、微乳液法、水熱合成法網及氣相沉積法等。

4生產工藝

脫脂排膠
除了以干壓為基礎的成型技術外,其它工藝成型的產品都要進行脫脂排膠處理後方可入爐燒結,因為除干壓成型外的其它工藝會在成型時在鋯粉里加入一定比例的塑化劑,這些塑化劑在產品成型后就必須去除,不然會對燒結出的產品造成嚴重的品質影響。塑化劑主要為石蠟及其它高分子材料所構成,要求這些材料在一定溫度下表現出具有很好的塑性與流動性,常溫下則要有一定的韌性及強度。

燒結

氧化鋯陶瓷燒結爐

氧化鋯陶瓷燒結爐
氧化鋯陶瓷可採用的燒結方法通常有: ⑴無壓燒結,⑵熱壓燒結和反應熱壓燒結,⑶熱等靜壓燒結(HIP),⑷微波燒結, ⑸超高壓燒結, ⑹放電等離子體燒結(SPS),⑺原位加壓成型燒結等。常以無壓燒結為主。

5應用

在結構陶瓷方面,由於氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強度和高耐磨性,優異的隔熱性能,熱膨脹係數接近於鋼等優點,因此被廣泛應用於結構陶瓷領域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介質、噴嘴、球閥球座、氧化鋯模具、微型風扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具、錶殼及錶帶、手鏈及吊墜、滾珠軸承、高爾夫球的輕型擊球棒及其它室溫耐磨零器件等。
在功能陶瓷方面,其優異的耐高溫性能作為感應加熱管、耐火材料、發熱元件使用。氧化鋯陶瓷具有敏感的電性能參數,主要應用於氧感測器、固體氧化物燃料電池(SolidO xideFu elCe ll,SO FC)和高溫發熱體等領域。Zr02具有較高的折射率(N-21^22),在超細的氧化鋯粉末中添加一定的著色元素(V205,Mo03,Fe203等),可將它製成多彩的半透明多晶Zr02材料,像天然寶石一樣閃爍著絢麗多彩的光芒,可製成各種裝飾品。另外,氧化鋯在熱障塗層、催化劑載體、醫療、保健、耐火材料、紡織等領域正得到廣泛應用。

6增韌方法

氧化鋯是一種特殊的材料,增韌的方法,主要是利用氧化鋯的相變才能達到的!有一關於氧化鋯開發的工程師,做出的產品也主要是用於氧化鋯陶瓷及耐火材料產品.
純凈的氧化鋯是白色固體,含有雜質時會顯現灰色或淡黃色,添加顯色劑還可顯示各種其它顏色。純氧化鋯的分子量為123.22,理論密度是5.89g/cm3,熔點為2715℃。通常含有少量的氧化鉿,難以分離,但是對氧化鋯的性能沒有明顯的影響。氧化鋯有三種晶體形態:單斜、四方、立方晶相。常溫下氧化鋯只以單斜相出現,加熱到1100℃左右轉變為四方相,加熱到更高溫度會轉化為立方相。由於在單斜相向四方相轉變的時候會產生較大的體積變化,冷卻的時候又會向相反的方向發生較大的體積變化,容易造成產品的開裂,限制了純氧化鋯在高溫領域的應用。但是添加穩定劑以後,四方相可以在常溫下穩定,因此在加熱以後不會發生體積的突變,大大拓展了氧化鋯的應用範圍。市場上用來做穩定劑的原料主要是氧化釔。

相關評論

同義詞:暫無同義詞