物理性质
纯ZrO2 _ 2为白色粉末,含杂质时略带黄色或灰色。它还可以通过添加显影剂显示各种其他颜色。通常含有少量氧化铪,难以分离,但对氧化锆的性能没有明显影响。
氧化锆的相变氧化锆是一种特殊的材料,增韧的方法主要是通过氧化锆的相变来实现的!氧化锆有三种晶相,即单斜晶相、四方晶相和立方晶相。它们之间的转换关系如下:
由于单斜相转变为四方相,冷却时体积向相反方向变化,容易使产品开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。而加入稳定剂后,四方相在室温下可以保持稳定,所以加热后不会出现体积突变,大大扩展了氧化锆的应用范围。市场上用作稳定剂的原料主要是氧化钇。
氧化锆粉末的主要制备方法
1.中和沉淀法
优点:设备和工艺简单,生产成本低,容易获得高纯度的纳米超细粉体,应用广泛。缺点:超细粉体难团聚问题未解决,粉体分散性差,烧结活性低。
2.锆盐的水解
优点:操作简单。缺点:反应时间长(>:48小时),能耗高,所得粉末也有团聚现象。
3.锆醇盐的水解
优点:(1)几乎都是一次粒子,团聚少;(2)颗粒的大小和形状均一;
(3)良好的化学纯度和单相结构。
缺点:原料制备工艺复杂,成本高。
以上三种方法的后处理都是煅烧,温度越高,粉体粒径越大,团聚程度越高。这是因为从非晶态到晶态的形核过程完成后,晶粒生长阶段开始,晶粒中的晶态结构单元的扩散速率随着温度的升高而增大,使得相互靠近的颗粒容易形成团聚。
4.水热法
优点:粉体粒度极细,可达纳米级,粒度分布窄,省去了高温煅烧过程,颗粒团聚程度小。缺点:设备复杂昂贵,反应条件苛刻,难以实现大规模工业化生产。
5.溶胶-凝胶法
优点:(1)颗粒细小,亚微米或更细;(2)窄的粒度分布;
(3)纯度高,化学成分均匀,可达分子或原子规模;
(4)烧成温度比传统方法低400 ~ 500℃。
缺点:(1)原材料成本高,污染环境;
(2)治疗过程耗时长;
(3)胶粒形成和凝胶过滤洗涤过程不易控制。
6.微乳液法(反胶束法)
优点:可以生产缺点:制作工艺复杂,成本高。
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