1.氧化鋯陶瓷簡介

氧化鋯陶瓷呈白色，含雜質(zhì)時呈黃色或灰色，一般含有HfO2雜質(zhì)，兩者化學性質(zhì)相似，不易分離。ZrO2 有三種晶型，低溫為單斜晶系，密度5. 65g/cm3，高溫為四方晶系，密度6. 10g/cm3，更高溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄担芏?. 27g/cm3。

2.氧化鋯陶瓷制造

制備穩(wěn)定 ZrO2 粉時，可采用電熔合成法（約1000℃) 及高溫合成法（1600~1650℃保溫4h）。電熔合成的ZrO2 反應完全，部分或全部為立方相固溶體，高溫合成的ZrO2中還有一定量的單斜ZrO2。 穩(wěn)定化工藝過程可概述如下：將純度>96%的原料與穩(wěn)定劑在球磨罐中混合研磨8~24h，加人少量的粘結(jié)劑，在60~100MPa壓力下壓成坯塊。壓坯的目的是為了使ZrO2粉與穩(wěn)定劑顆粒之間緊密接觸，有利于固溶反應。之后壓坯在1450~1800℃加熱4~6h進行固溶穩(wěn)定化，最后把穩(wěn)定化的燒結(jié)塊粉碎至各種粒度，高于1800℃穩(wěn)定的燒結(jié)坯不易磨細。 ZrO2 陶瓷成型可采用注漿法或干壓法。注漿成型時，可向ZrO2細料中加入少量的阿拉伯樹膠（濃度為10%) 和20%左右的蒸餾水，即形成具有良好的注漿性能的漿料。用熱壓法可制得透明陶瓷。粉料中粗顆粒多，則體積收縮小，細顆粒多則產(chǎn)品致密度高，燒成溫度為1650～1800℃，保溫2~4h。

3. Zr02陶瓷的性能與應用

（1） 硬度高。莫氏硬6.5， 因此可制成冷成型工具、整形模、拉絲模、切削工具等。

（2）強度高，韌性好。常溫抗折強度可達2100MPa，1000℃時為1190MPa。最好的韌化陶瓷常溫抗彎強度可達 2000MPa，Kic可達9~12MPa·m1/2以上。因此可用來制造發(fā)動機構(gòu)件，如推桿、連桿、軸承、氣缸內(nèi)襯、活塞帽等。

（3）半導體性。ZrO2在高溫具有半導性，純ZrO2是良好的絕緣體，比電阻高達1013Ω?cm加入穩(wěn)定劑后，由于穩(wěn)定劑的價數(shù)與 Zr4 不等，因此置換后在 ZrO2中產(chǎn)生氧空位以保持晶體的電中性。氧離子空位作為一種帶電缺陷，使高溫下 ZrO2的導電性增加。由于 ZrO2有這一特性，因此常用來制造高溫發(fā)熱元件。ZrO2 發(fā)熱元件可在空氣中使用，最高溫度達2100~2200℃。

（4）抗腐蝕。ZrO2在氧化氣氛中十分穩(wěn)定，在還原氣氛中也相當穩(wěn)定。氧化鋯是弱酸性氧化物，能抵抗酸性或中性熔渣的侵蝕（但會被堿性熔渣侵蝕）。因此可以用作特種耐火材料、澆鑄口，用作熔煉鉑、鈀、銠等金屬的坩堝。氧化鋯與熔融鐵或鋼不潤濕，因此可作盛鋼水桶、流鋼水槽的內(nèi)襯，在連續(xù)鑄鋼中作注口磚。

（5） 敏感特性。穩(wěn)定化之后有氧空位，因此可作氣敏元件。氧化鋯固體電解質(zhì)在一定條件下，有傳遞氧離子的特性，可以制成高溫燃料電池固體電解質(zhì)隔膜、鋼液測氧的探頭等。