您现在所在的位置: 主页 > 资讯中心 >

氧化锆陶瓷简介

作者:亚洲游戏    更新时间:2020-11-10 14:31

  氧化锆陶瓷简介 氧化锆陶瓷,ZrO2 陶瓷,Zirconia Ceramic 种类特点: 纯 ZrO2 为白色,含杂质时呈黄色或灰色,一般含有 HfO2,不易分离。世界上已探明 的锆资源约为 1900 万吨,氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。在常压下纯 ZrO2 共有三种晶 态:单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2)和立方 (Cubic)氧化锆(c-ZrO2),上述三种晶型存在于不同的温度范围,并可以相互转化: 温度 密度 950℃ 5.65g/cc 6.10g/cc 1200-2370℃ 单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2) 四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2) 立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2) 2370℃ 6.27g/cc 上述三种晶态具有不同的理化特性,在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能,通 常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷,如部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia,PSZ),当稳定剂为 CaO、 MgO、Y2O3 时,分别表示为 Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ 等。由亚稳的 t- ZrO2 组成的四方氧化锆称之为四方氧化锆多晶体陶瓷 (tetragonal zirconia polycrystal,TZP)。当加入的稳定剂是 Y2O3 、CeO2,则分别表示 为 Y-TZP、Ce-TZP 等。 粉体制备 氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体,氧化 锆超细粉末的制备方法很多,氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、碱金属氧化分解法、石 灰熔融法、等离子弧法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。粉体加工方法有共沉淀 法、溶胶一凝胶法、蒸发法、超临界合成法、微乳液法、水热合成法网及气相沉积法等。 生产工艺 成型 氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注 射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。其中使用最广泛的是注塑与干压成型。 (1)注浆成型 注浆成型的成型过程包括物理脱水过程和化学凝聚过程,物理脱水通过多孔的石膏模 的毛细作用排除浆料中的水分,化学凝聚过程是因为在石膏模表面 CaSO4 的溶解生成的 Ca2+提高了浆料中的离子强度,造成浆料的絮凝。在物理脱水和化学凝聚的作用下,陶瓷 粉体颗粒在石膏模壁上沉积成型。 注浆成型适合制备形状复杂的大型陶瓷部件, 但坯体质量, 包括外形、密度、强度等都较差,工人劳动强度大且不适合自动化作业。 (2)热压铸成型 热压铸成型是在较高温度下(60~100℃)使陶瓷粉体与粘结剂(石蜡)混合,获得热 压铸用的料浆,浆料在压缩空气的作用下注入金属模具,保压冷却,脱模得到蜡坯,蜡坯在 惰性粉料保护下脱蜡后得到素坯,素坯再经高温烧结成瓷。热压铸成型的生坯尺寸精确,内 部结构均匀,模具磨损较小,生产效率高,适合各种原料。蜡浆和模具的温度需严格控制, 否则会引起欠注或变形,因此不适合用来制造大型部件,同时两步烧成工艺较为复杂,能耗 较高。 (3)流延成型 流延成型是把陶瓷粉料与大量的有机粘结剂、增塑剂、分散剂等充分混合,得到可以 流动的粘稠浆料,把浆料加入流延机的料斗,用刮刀控制厚度,经加料嘴向传送带流出,烘 干后得到膜坯。此工艺适合制备薄膜材料,为了获得较好的柔韧性而加入大量的有机物,要 求严格控制工艺参数,否则易造成起皮、条纹、薄膜强度低或不易剥离等缺陷。所用的有机 物有毒性,会产生环境污染,应尽可能采用无毒或少毒体系,减少环境污染。[1] 脱脂排胶 除了以干压为基础的成型技术外,其它工艺成型的产品都要进行脱脂排胶处理后方可 入炉烧结, 因为除干压成型外的其它工艺会在成型时在锆粉里加入一定比例的塑化剂, 这些 塑化剂在产品成型后就必须去除, 不然会对烧结出的产品造成严重的品质影响。 塑化剂主要 为石蜡及其它高分子材料所构成, 要求这些材料在一定温度下表现出具有很好的塑性与流动 性,常温下则要有一定的韧性及强度。 烧结 氧化锆陶瓷烧结炉(2 张) 氧化锆陶瓷可采用的烧结方法通常有: ⑴无压烧结,⑵热压烧结和反应热压烧结,⑶ 热等静压烧结(HIP),⑷微波烧结, ⑸超高压烧结, ⑹放电等离子体烧结(SPS), ⑺ 原位加压成型烧结等。常以无压烧结为主。 应用 在结构陶瓷方面,由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热 性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP 磨 球、 分散和研磨介质、 喷嘴、 球阀球座、 氧化锆模具、 微型风扇轴心、 光纤插针、 光纤套筒、 拉丝模和切割工具、耐磨刀具、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球 棒及其它室温耐磨零器件等。 在功能陶瓷方面,其优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。 氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数,主要应用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(SolidO xideFu elCe ll,SO FC)和高温发热体等领域。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,像天然宝石一样闪烁着绚丽多彩的光芒,可制成各种装饰品。另外,氧 化锆在热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域正得到广泛应用。 增韧方法 氧化锆是一种特殊的材料.像您所说的氧化锆增韧的方法,也主要是利用氧化锆的相变 才能达到的! 有一关于氧化锆开发的工程师, 做出的产品也主要是用于氧化锆陶瓷及耐火材 料产品. 纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各 种其它颜色。纯氧化锆的分子量为 123.22,理论密度是 5.89g/cm3,熔点为 2715℃。通常 含有少量的氧化铪,难以分离,但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形 态:单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到 1100℃左右转变为四 方相, 加热到更高温度会转化为立方相。 由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体 积变化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了 纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后,四方相可以在常温下稳定,因此在加热 以后不会发生体积的突变, 大大拓展了氧化锆的应用范围。 目前市场上用来做稳定剂的原料 主要是氧化钇。

亚洲游戏
上一篇:氧化锆陶瓷_百度文库     下一篇:中国陶瓷茶具的分类