氧化锆的性质

1、主讲人：张昭组员：任星宇 盛子沫 胡盼 杨冰 范光云Page 2氧化锆的性质氧化锆的研究进展氧化锆的发展前景Page 3氧化锆的性质n 物理性质 氧化锆是白色重质无定形粉末或单斜结晶。无臭，无味，几乎不溶于水。密度为5.89。熔点大约为 2700 。具有熔点和沸点高、硬度和强度大、常温下为 绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。 Page 4氧化锆的性质n化学性质 氧化锆的化学性质十分稳定。不溶于水、盐酸和稀硫酸，溶于热浓氢氟酸、硝酸和硫酸。与碱共熔可生成相应的锆酸盐。具有良好的热化学稳定性,高温导电性和较高的高温强度和韧性,也具有良好的机械、热学、电学、光学性质。Page 5氧化锆的研究进

2、展n超细氧化锆 具有耐热、耐光、耐化学腐蚀的特性, 是一种重要的无机颜料。并且具有磁性和高的硬度, 可用作磁性材料或者磁记录材料等的研磨剂。作为复合固体推进剂中一种常用的速燃催化剂, 超细氧化铬的粒径越小其催化效率也越高 。氧化铬还可以用作有机合成催化剂。Page 6氧化锆的研究进展nZrO2 晶须增强多孔ZrO2 陶瓷基复合材料 随着航空航天技术的发展，飞行器热结构用轻质隔热材料日益受到关注。在轻质、耐高温、抗热震、热化学稳定性好的前提条件下，要求轻质隔热材料具有一定的强度。ZrO2 具有优良的热学、机械、光学和电学等性质，广泛应用于隔热防护、刀具、发动机部件和燃料电池等领域。Page 7氧

3、化锆的研究进展n耐火材料透气砖 透气砖是一种高寿命节能降耗新产品，结构设计合理，具有良好的热稳定性、抗冲刷性、耐侵蚀性、和抗渗透性，具吹通率高，操作安全可靠，使用寿命长等特点。狭透气砖的材料研究主要集中在刚玉尖晶石体系和刚玉氧化铬体系.Page 8氧化锆的研究进展n耐火材料ZrO2质水口 ZrO2耐火材料因熔融温度高、化学稳定性强而特别耐金属熔体、炉渣的侵蚀。近几十年来，含ZrO2耐火材料在冶金和建材领域的应用得到了迅速发展。定径水口是小方坯连铸用耐火材料之一，起控制钢水流量的作用。定径水口的技术进步，主要体现在材质和结构两方面。材料的致密化以及ZrO2含量的提高，使定径水口的使用寿命由最初的

4、1 2 h 提高到了目前的10 16 h，甚至达到20 h 以上。Page 9氧化锆的研究进展n耐火材料ZrO2- MgO 系复合耐火材料 无论立方系ZrO2 稳定用氧化物的种类、配料中方镁石砂组分的活性、配料中立方系ZrO2 与MgO 之间的比例如何, 在1200 1400下( 即在接近ZrO2 多晶型转化的温度) 锆镁质材料对13 炉渣的侵蚀具有极好的抵抗性。锆镁质耐火材料适于在受不同成分炉渣作用的高温条件下长期使用。Page 10Page 11氧化锆的研究进展n 氧化锆结构陶瓷 ZrO2增韧陶瓷具有高韧性、高抗弯强度、高硬度和耐磨性等特点，更显示出应用的广泛性。它在机械、电子、石油、化工

5、、航天、纺织、精密测量仪器、精密机床、生物工程和医疗器械等行业有着广泛的应用前景,部分稳定氧化锆具有高的硬度和耐磨性，所以氧化锆在磨具领域中有着广泛的应用：如球磨球和球磨机内部衬里和耐磨部件，拉丝模等。我国关于韧性陶瓷在磨介领域占一半以上，而其中氧化锆球占绝对优势。Page 12氧化锆的研究进展n 光纤接插件和光纤跳接线 用陶瓷制作的光纤连接器与光纤跳接线是光纤网路中应用面最广并且需求量最大的光无源器件。单模多模活动光纤连接器中核心零件,其中主要部件二氧化锆陶瓷套管（即连接器精密针），它所用的材料就是氧化钇 Y2O3 稳定的四方氧化锆粉末。其主要用途有：氧化锆陶瓷轴承、氧化锆陶瓷阀门、氧化锆研

6、磨材料。Page 13氧化锆的研究进展n 氧化锆功能陶瓷 氧化锆陶瓷刀具具有高强度、耐磨损、无氧化、不生锈、耐酸碱、防静电、不会与食物发生反应的特点，同时刀体光泽如玉，是当今世界理想的高科技绿色刀具。n 氧化锆高温发热材料 氧化锆在常温下为绝缘材料，比电阻高达1015cm，温度升高至600可以导电，而在1000以上时是良导体，可作1800高温发热元件，最高工作温度可以达到2400，目前已经被成功地用于2000以上氧化气氛下的发热元件及其设备中，磁流体发电的电极材料也在积极的研究之中。Page 14氧化锆的研究进展 氧化锆功能陶瓷 氧化锆生物陶瓷材料：氧化锆材质的烤瓷牙由于没有金属内冠层，牙齿透

7、明度好，光泽度极佳，更有效避免了牙齿过敏和牙龈黑线等问题，具有足够好的遮色能力，能够完美解决重度四环素牙患者的牙齿美容需求，而且氧化锆材质的强韧性弥补了普通烤瓷牙易蹦缺的缺点，生物相容性好，不刺激口腔粘膜组织，易于清洁，是目前国内外最优质的烤瓷牙。Page 15氧化锆的研究进展n 氧化锆功能陶瓷 氧化锆涂层材料：高性能Y2O3等稳定剂稳定的氧化锆热障陶瓷涂层材料，主要应用于高性能涡轮航空发动机。 氧化锆通讯材料：近年来随着信息及通信等新兴产业的发展，其产品越来越向高精密、小型化方向发展，增韧氧化锆陶瓷优良的力学性能、耐腐蚀及高绝缘性能能够胜任这一领域，目前已有氧化锆陶瓷插针和氧化锆陶瓷套筒产品

8、问世。在陶瓷PC型光纤活动连接器中，二氧化锆插针体是其关键部件。Page 16氧化锆的研究进展n 氧化锆装饰材料 氧化锆宝石材料：氧化锆宝石材料分为天然立方氧化锆和人工合成立方氧化锆两种。自然状态下天然的立方氧化锆极难寻找到，决定了其具有了宝石材料稀有性的特点，自然形成的立方氧化锆颜色非常丰富，大颗优质的天然锆石价格决不在同等的钻石之下，是非常稀少的贵重天然宝石。人工合成立方氧化锆光学性能良好，是廉价而有美丽的钻石替代品。Page 17氧化锆的研究进展n 氧化锆其它应用 与氧化锆形成复相材料：与其它材料复合形成的复相材料，比如氧化锆与氧化铝、莫来石等材料形成的复相材料，得到了比单相材料具有更优

9、异性能的新材料。 普通陶瓷添加剂：陶瓷色釉料方面的应用：氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂，若想获得性能较好的钒锆黄颜料，必须选用质纯的氧化锆，另外在釉料制造方面，纯的氧化锆可以提高釉的高温粘度和扩大高温粘度变化的温度范围，有较好的热稳定性，其含量为2%3%时，能提高釉料的抗龟裂性能，还因氧化锆的化学惰性大，能提高釉料的化学稳定性和抗酸碱侵蚀的能力，有时也被用来制作乳浊釉。Page 18氧化锆的研究进展n 氧化锆其它应用 制备铬酸盐原料：制备锆酸盐的原料，由二氧化锆和一些金属氧化物或金属碳酸盐反应生成，它们都是大分子结构，具有各种电性能，为高温、电子元器件等领域所应用。Page 19氧化锆的发展前景n 高性能结构陶瓷的开发研究已引起世界工业先进国家的高度重视，并成为研究、投资、生产十分活跃的领域，尤其是日本、美国等国家都投入可观的经费。我国历来对发展新型陶瓷材料高度重