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          山東磊寶鋯業科技股份有限公司

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          氧化鋯的性能及氧化鋯耐火材料的制備方法

          添加時間:2015-05-11 08:25:23 瀏覽次數:

                氧化鋯磚是以純度大于99%的氧化鋯為原料,用高溫陶瓷工藝方法或其他特殊工藝方法制成的氧化物耐火材料。
                氧化鋯熔點2700℃,莫氏硬度7,有兩種變體,1000℃以下為單斜晶系,1000℃時生成四方晶系,此晶型轉變為可逆轉變,冷卻過程中晶型轉化時伴有7%的體積膨脹,可導致制品開裂。加入穩定劑與ZrO2生成立方晶系固溶體,可消除由上述晶型轉化帶來的體積膨脹。氧化鋯熱導率低,線膨脹系數大,高溫結構強度高,1000℃時耐壓強度可達1200~1400MPa。導電性好,具有負的電阻溫度系數,電阻率1000℃時104Ω·cm,1700℃時6~7Ω·cm?;瘜W穩定性好,2000℃以下對多種熔融金屬、硅酸鹽、玻璃等不起作用??列詨A、碳酸鹽和各種酸(濃硫酸和氫氟酸除外)的溶液與氧化鋯不起作用。
          1、高純超細氧化鋯的制備
                高純超細氧化鋯的制備方法大體上可以固相合成法,氣相合成法和液相合成法。
          (1)固相合成法
                固相合成法是以固體原料為出發點,經過一定的物理與化學過程制備超微粉的一種方法。制備超微粉時,將所需組分的固相原料經過充分混合,使其分布均勻,各原料之間處于充分接觸的狀態,從而在一定溫度下便于各組分之間進行充分的物理或化學變化。常用的方有法固相反應法、溶出法、球磨法、火花放電法等。
          (2)氣相合成法
                氣相合成法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質變成氣體,使之在氣體狀態下發生一定的物理變化或者化學變化,從氣態前驅體中沉積而析出結晶態顆?;蛘呒{米超細粉的方法。
                氣相合成法最大的優點是可以制得超細、無硬團聚的粉體,顆粒大小可以通過控制濃度和溫度梯度來實現。一般可以制得粒徑為4~150nm的微分。該方法包括以下幾種:物理氣相沉積法,化學氣相沉積法,激光誘導化學氣相沉積,化學氣相合成法。
          (3)液相合成法
                液相合成法也稱濕化學法或者溶液法,它無須苛刻的物理條件,可精確控制產物組成含量,實現分子、原子尺度水平上的混合,制得粒度分布窄、形貌規整的粉體。該方法包括沉淀法,溶膠—凝膠法,它的基本原理是:將金屬醇鹽或無機鹽經水解,然后使溶質聚合凝膠化,再經凝膠干燥、煅燒,最后得到納米微粒。
                溶膠-凝膠法的優點是:(1)化學均勻性好。由于溶膠—凝膠過程中,溶膠由溶液制得,故膠粒內及膠粒間化學成分完全一致。(2)純度高。粉體制備過程中無須機械混合。(3)顆粒細。缺點是原料價格高,有機溶劑的毒性以及在高溫下作熱處理是會使顆??焖賵F聚等。水熱法,其中水熱沉淀是采用ZrOCl2和尿素混合水溶液為反應前驅物,經水熱反應得到了立方相和單斜相ZrO晶?;旌戏垠w,晶粒細度約10nm。
          2、氧化鋯制品—工藝氧化
                鋯制品生產工藝包括:原料預處理、制粉、成型、燒結等工序。(1)原料預處理。氧化鋯原料必須進行穩定化預處理,通常采用的方法為固相合成法,即將氧化鋯原料加入一定比例的穩定劑(如CaO、MgO、Y2O3等),在球磨機中濕磨到小于2um的細粉,經干燥、打粉,制成團塊,在1700℃下煅燒,使之形成穩定型或半穩定型氧化鋯。預處理的方法還有常溫或高溫水解法、金屬有機化合物水解法、噴霧熱分解法和溶膠、凝膠法等。(2)制粉。將穩定化處理后的原料破碎、細磨至90%以上顆粒小于5um,其中60%~70%小于2um。(3)成型。成型方法可采用泥漿澆注法、機壓法、熱壓注法或等靜壓法。(4)燒結。干燥后的坯體可在中性或氧化氣氛下燒結,燒結溫度一般為1800~1950℃。
          3、氧化鋯生產過程中遇到的問題以及防治措施
                天然ZrO2和用化學法得到的ZrO2屬于單斜晶系系。單斜晶型與四方晶型之間的轉變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時由單斜ZrO2轉變為四方ZrO2,體積收縮,冷卻時由四方ZrO2轉變為單斜ZrO2,體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發生在同一溫度,前者約在1200℃,后者約在1000℃。由于晶型的轉變產生體積變化,會造成開裂,故單純的氧化鋯陶瓷很難生產,通過實踐發現加入適量的晶型穩定劑CaO、MgO、Y2O3等其他稀土氧化物,可以使ZrO2相變溫度降低至室溫以下,是高溫穩定的四方和立方氧化鋯在室溫也能以穩定或亞穩定形式存在,形成無異常膨脹、收縮的立方、四方晶型的穩定氧化鋯和部分穩定氧化鋯。氧化鋯中隨著穩定劑加入量的不同,會產生不同晶型的氧化鋯,相變過程中由于體積和形狀的改變,能夠收能量,減少裂紋尖端應力集中,阻止裂紋擴展,提高陶瓷材料的韌性,從此氧化鋯相變增韌陶瓷的研究和應用得到了迅速的發展,主要有三種類型:部分穩定氧化鋯陶瓷;四方氧化鋯多晶體陶瓷;氧化鋯增韌陶瓷。

           

          山東磊寶鋯業科技股份有限公司專業生產銷售硫酸鋯、工業氧化鋯、氧氯化鋯、穩定氧化鋯、電熔氧化鋯、氧化鋯制品、氧化鋯砂粉、剛玉制品、氧化鋯空心球磚、氧化鋁空心球磚、電熔氧化鎂、氧化鋯陶瓷、氧化鋁陶瓷、鋯氈、布料溜槽等系列產品,公司擁有完善的硫酸鋯、工業氧化鋯、氧氯化鋯、穩定氧化鋯、電熔氧化鋯生產體系,所生產的硫酸鋯、工業氧化鋯、氧氯化鋯、穩定氧化鋯、電熔氧化鋯等產品質優價廉,歡迎新老客戶來電垂詢,聯系電話:0533-6058393。

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