ZrO2陶瓷VIP专享VIP免费

ZrO2陶瓷ZIRCONIACERAMICSZrO2陶瓷•ZrO2的结构及组成•ZrO2的制备方法•ZrO2的特征及性质•ZrO2的应用•ZrO2的发展及问题m-ZrO2↔t-ZrO2↔c-ZrO2↔liq-ZrO2120023702700℃℃℃1000℃3~5%的体积膨胀和7~8%的切应变→（单斜）（四方）（立方）熔体微裂纹→加入稳定剂（Y2O3，CaO，MgOetal.）→稳定ZrO2相变滞后氧化锆的晶相转变稳定的ZrO2氧化锆的几个术语•PSZ：部分稳定氧化锆，又叫陶瓷钢•TZP：四方多晶氧化锆•Y-TZP：掺Y2O3稳定剂的四方多晶氧化锆氧化锆陶瓷1.锆英石加碳氯化法（电熔法）ZrSiO4+C+4Cl2ZrCl4+SiCl4+4CO>300(℃升华）57.6℃(+H2O)ZrOCl2氯氧化锆凝固150-180℃，与SiCl4分离冷却结晶/焙烧ZrO2(粉体)+Cl2ZrO2粉体的制备一.传统方法原料:锆英石(ZrO2·SiO2硅酸锆）,斜锆石矿（Zro2，少量Sio2，Tio2）；PSZ:PartiallyStabilizedZirconia部分稳定氧化锆稳定剂的阳离子半径与Zr4+离子半径相差小于12%ZrO2陶瓷粉体制备单纯ZrO2很难生产ZrO2陶瓷原因：晶型转变体积变化制品开裂途径：加入稳定剂Y2O3CaOMgOetal.,无异常膨胀/收缩稳定c-/t-ZrO2(Y2O38mol%)抗折强度~35MPaY2O3-PSZ(Y2O33-4mol%)抗折强度~140MPa良好ZrO2陶瓷稳定剂的加入量•Y2O3：2~40mol%•CaO：15~24mol%•MgO：16~20mol%制备易烧结性氧化锆微粉常用的方法共沉淀法加水分解法热分解法｛加热加水分解法醇盐加水分解法水解法在水溶性锆盐与稳定剂盐的混合水溶液中加入氨等碱性物质（沉淀剂），以获得两者的氢氧化物共沉淀物→过滤→洗涤→（100~120℃）干燥→（700~900℃）煅烧→ZrO2粉体锆盐水溶液→（120~200℃）水热下→生成结晶性良好的二氧化硅微粉ZrO2陶瓷的成型方法•干压成型•等静压成型•热压铸成型•流延法成型•凝胶注模成型•直接凝固注模成型•注射成型•胶态注射成型等注浆法：向ZrO2细粉中加入浓度为10%的阿拉伯树胶~7%、蒸馏水~20%注浆性能良好的浆料氧化锆陶瓷的制备T=1650-1800(℃保温2-4h)粉料中粗颗粒多：体积收缩小粉料中细颗粒多：产品密度高热压烧结：可制得透明ZrO2陶瓷氧化锆结构陶瓷烧结ZrO2结构陶瓷的性质与应用1.高耐火度，小比热和导热系数，ρ=1015Ωm（纯氧化锆）高温绝缘材料2.化学稳定性好，抗酸性和中性物质腐蚀熔炼坩埚，冶炼金属及合金，如Pt，Pd，Ru，Rh等对钢水稳定，用作连续铸锭用的耐火材料3.高熔点(2715℃)和抗氧化性高温无机涂层，高温发热材料，高温电极材料4.莫氏硬度=7陶瓷刀具及研磨材料5.Zr02具有较高的折射率（N-21^22）在超细的氧化锆粉末中添加一定的着色元素（V205,Mo03,Fe203等），可将它制成多彩的半透明多晶Zr02材料，像天然宝石一样绚丽多彩,可制成各种装饰品。氧化锆陶瓷性质与应用•磨介：Y－TZP相对于锆珠、氧化铝球、玻璃球和钢球而言，其耐磨性最好，目前正逐步取代其他磨介，在涂料等行业中广泛应用。用量最大的就是磨球，工艺路线为干压和等静压成形工艺，以等静压工艺为主。磨介市场非常广阔，虽然普通的磨球市场已经饱合，但是各种研磨罐、搅拌磨中的磨盘和磨头等由于制备工艺相对复杂，仍主要以国外产品为主。一.结构陶瓷•阀类应用：这类应用市场范围广泛。最典型的产品是氧化锆水阀片。氧化锆主要用于制作油田和化工行业中用的球阀等。国内有深圳南玻等厂商在生产。工艺路线主要采用等静压工艺。这类产品加工和成品率非常重要，部件大，成品率对成本影响很大。•陶瓷轴承：在陶瓷轴承方面，氧化锆陶瓷相对于氮化硅陶瓷并不是最好，其主要优势是成本较低。可用于抗腐蚀、避免污染的场合，如食品工业等。另外一个领域就是新开发的陶瓷风扇，这大大拓展了氧化锆陶瓷轴承的应用空间。富士通公司首先推出了陶瓷轴承风扇，获得了较好的市场响应。•生物应用：研究表明,氧化锆在人体口腔中无过敏现象,在合理设计的前提下,可保证使用50年依然坚固.氧化锆可以用于几乎所有的义齿设计中,它使牙桥制做的长度不再有限制-无论是螺栓固定式或粘接式,它也是用于种植牙技术的最好材料。氧化锆:坚如钢,白如雪!•切割应用：在特定的切割应用中，Y－TZP占据了一定的市场份额，特别是对一些韧性和强度要求不是很高的场合，Y－...