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氧化鋯陶瓷的特點及應用

氧化鋯陶瓷的特點及應用

2021-06-28 18:07

氧化鋯陶瓷含雜質時呈白色、黃色或灰色,一般含HfO2,難以分離。純氧化鋯在常壓下有三種結晶狀態。氧化鋯陶瓷的生產要求制備純度高、分散性好、顆粒超細、粒度分布窄的粉體。超細氧化鋯粉末的制備方法有很多。氧化鋯的提純主要包括氯化和熱分解、堿金屬氧化分解、石灰熔化、等離子弧、沉淀、膠體、水解和噴霧熱解。

氧化鋯陶瓷的類型和特性;

 

氧化鋯陶瓷雜質時呈白色、黃色或灰色,通常含二氧化氫,難以分離。世界上已探明的鋯資源約為1900萬噸。氧化鋯通常由鋯礦石制成。在常壓下,純氧化鋯有三種晶態:單斜氧化鋯(m-ZrO2)、四方氧化鋯(t-ZrO2)和立方氧化鋯(c-ZrO2),它們存在于不同的溫度范圍,可以相互轉化:

氧化鋯陶瓷溫度密度

單斜氧化鋯

方形氧化鋯1200-2370℃,6.10克/立方厘米

立方氧化鋯> 2370℃±6.27克/立方厘米

以上三種晶態有不同的物理化學性質。為了在實際應用中獲得所需的結晶狀態和使用性能,通常添加不同類型的氧化鋯陶瓷,例如部分穩定的氧化鋯(PSZ)。當穩定劑為氧化鈣、氧化鎂和Y2O3時,分別表示為鈣-PSZ、鎂-PSZ、釔-PSZ等。由亞穩t-氧化鋯組成的四方氧化鋯被稱為四方氧化鋯多晶(TZP)。當添加Y2O3和CeO2作為穩定劑時,Y-TZP、Ce-TZP等。

 

氧化鋯陶瓷應用

在結構陶瓷中,氧化鋯陶瓷因其高韌性、高抗彎強度、高耐磨性、優異的隔熱性能和接近鋼的熱膨脹系數而被廣泛應用于結構陶瓷中。主要包括:Y-TZP磨球、分散研磨介質、噴嘴、球閥座、氧化鋯模具、微型風扇軸、光纖銷、光纖套、拉絲模具和切割工具、耐磨刀具、服裝紐扣、表殼和表帶、手鐲和掛件、滾珠軸承、高爾夫球輕擊球桿等耐磨零件。

在功能陶瓷方面,其優異的耐高溫性能可用作感應加熱管、耐火材料和加熱元件。氧化鋯陶瓷具有敏感的電性能參數,主要用于氧傳感器、固體氧化物燃料電池(SOFC)和高溫加熱器。氧化鋯具有高折射率(n-21 22)。通過添加一定的著色元素(V2O5、MoO3、Fe2O3等。)制成超細氧化鋯粉末,可制成彩色半透明多晶氧化鋯材料,閃耀如天然寶石,可制成各種裝飾品。此外,氧化鋯還廣泛應用于熱障涂層、催化劑載體、醫療、保 健、耐火材料、紡織等領域。

 

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