纳米氧化锆-2017.12.21

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球形纳米氧化锆的模板法制备技术(最新篇)

球形纳米氧化锆的模板法制备技术(最新篇)

球形纳米氧化锆的模板法制备技术球形纳米氧化锆的模板法制备技术形貌进行调控,使其定向生长。

Santos在溶致液晶六角相中直接成核,制备了氧化锆晶须。

从目前研究的结果看以看出,采用模板法可以制备纳米材料,模板法多采用离子型表面活性剂或非离子型表面活性剂单一的表面活性剂组装,并采用其构建的模板合成了纳米Si、Pbs、Cus、Hgs等材料。

而采用混合型的表面活性剂组装成模板较少,而采用TritonX-100SDSH2O为模板法制备球形的氧化锆粉体未见报道。

采用TritonX-100SDSH2O体系的层状相成功合成了球形纳米氧化锆粉体,并在低温烧结时形成立方相的氧化锆。

首先确定TritonX-100SDSH2O体系的层状相区,讨论反应物的加入对模板层状相区稳定性的影响,采用稳定模板通过控制反应物浓度最终获得球形纳米氧化锆,并进行形貌和结构等表征及其机理分析。

制备的球形氧化锆粉体有望用于制备陶瓷材料等方面降低烧结温度、增加陶瓷强度,有待做进一步研究。

2实验1实验试剂2样品的制备及表征1TritonX-100SDSH2O体系模板的制备。

配制不同浓度的十二烷基硫酸钠溶液,按一定配比与曲拉通混合、配制一系列不同组成的样品,搅拌、离心,两个步骤反复进行,使样品体系充分混匀。

由于表面活性剂粘度较大,混匀过程往往需要较长时间,也可以对混合物稍稍加热,在其流动性增加的基础上对其进行混匀,将混匀的样品在25℃恒温放置24h.观察液晶样品外观,包括流动性、均匀性及分相程度,记录观察现象。

样品的双折射性可通过偏光显微镜进行初步观测,更为精确的织构则由佩戴CCD的偏光显微镜测得。

取少量液晶样品,置于载玻片与盖玻片之间,在偏光显微镜下观察并记录其织构图像。

2氧化锆纳米粉体的制备模板法制备氧化锆纳米粉体步骤如下:配制不同浓度的ZrOCl2 8H2O及氨水溶液,标定后以备使用;在溶致液晶层状相区内取点,将一定量的ZrOCl2 8H2O及氨水溶液代替组分水;将TritonX-100SDSZrOCl2 8H2O及TritonX-100SDSNH3 H2O两体系充分震荡混合后在恒温水浴下恒温;在高速离心机下离心,采用乙醇及水洗涤粉体,洗涤数次,直到完全不存在Cl-;100℃下在真空干燥箱内干燥8h;以5℃min在马弗炉内600℃煅烧。

纳米氧化锆的制备方法及其制备的纳米氧化锆[发明专利]

纳米氧化锆的制备方法及其制备的纳米氧化锆[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610882966.1(22)申请日 2016.10.10(71)申请人 中国石油化工股份有限公司地址 100728 北京市朝阳区朝阳门北大街22号申请人 中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院(72)发明人 刘晓钰 刘红星 谢在库 乔明华 (51)Int.Cl.C01G 25/02(2006.01)B82Y 30/00(2011.01)(54)发明名称纳米氧化锆的制备方法及其制备的纳米氧化锆(57)摘要本发明涉及一种纳米氧化锆的制备方法及其制备的纳米氧化锆,主要解决现有技术制备的纳米氧化锆比表面积小的问题。

本发明通过采用包括用碱沉淀锆盐获得前躯体,和将所述前躯体在pH值为7~12条件下回流的步骤的技术方案较好地解决了该问题,可用于纳米氧化锆的工业生产中。

权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 107915255 A 2018.04.17C N 107915255A1.一种纳米氧化锆的制备方法,包括用碱沉淀锆盐获得前躯体,和将所述前躯体在pH 值为7~12条件下回流的步骤。

2.根据权利要求1所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,回流温度为0~150℃。

3.根据权利要求2所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,回流温度为80~100℃。

4.根据权利要求1所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,回流时间为1~60小时。

5.根据权利要求4所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,回流时间为24~48小时。

6.根据权利要求1所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,所述锆盐为锆的可溶性硝酸盐、碳酸盐、氯盐、草酸盐、甲酸盐、乙酸盐和铵盐中的至少一种。

7.根据权利要求6所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,所述锆盐为硝酸锆、硝酸氧锆、氧氯化锆和氯化锆中的至少一种。

8.根据权利要求1所述纳米氧化锆的制备方法,其特征在于,所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠和氨水中的至少一种。

混凝土中纳米氧化锆的应用研究

混凝土中纳米氧化锆的应用研究

混凝土中纳米氧化锆的应用研究一、研究背景混凝土作为一种广泛应用于建筑、桥梁、道路等领域的建筑材料,其力学性能、耐久性等方面的提升一直是建筑界的研究重点。

近年来,纳米材料的应用逐渐得到了广泛关注,其中纳米氧化锆作为一种具备优异性能的材料,被研究人员引入混凝土中,以提高混凝土的力学性能和耐久性。

二、纳米氧化锆的性质和应用1.纳米氧化锆的性质纳米氧化锆具有以下优异性能:(1)高抗腐蚀性:纳米氧化锆表面具有一层致密的氧化膜,可防止水分和离子的渗透,从而保证材料的抗腐蚀性能。

(2)高硬度:纳米氧化锆硬度为9.5,仅次于金刚石和莫氏硬度为10的石英,可大大提高混凝土的耐磨性和抗压强度。

(3)高温稳定性:纳米氧化锆的熔点为2700℃,具有高温稳定性,可提高混凝土的抗高温性能。

2.纳米氧化锆在混凝土中的应用(1)提高混凝土的力学性能:将纳米氧化锆掺入混凝土中,可有效提高混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量。

(2)提高混凝土的耐久性:纳米氧化锆具有高抗腐蚀性和高硬度,可提高混凝土的耐久性能。

(3)提高混凝土的抗裂性能:纳米氧化锆可改善混凝土的微观结构,增强混凝土的韧性和延展性,从而提高混凝土的抗裂性能。

三、纳米氧化锆掺量对混凝土性能的影响1.纳米氧化锆掺量对混凝土抗压强度的影响研究发现,随着纳米氧化锆掺量的增加,混凝土的抗压强度也逐渐提高。

当掺量为0.5%时,混凝土的抗压强度提高了20%左右,当掺量达到1%时,混凝土的抗压强度提高了30%左右。

2.纳米氧化锆掺量对混凝土抗拉强度的影响研究发现,纳米氧化锆掺量对混凝土的抗拉强度影响不大。

当掺量为0.5%时,混凝土的抗拉强度略有提高,但当掺量进一步增加时,混凝土的抗拉强度反而降低。

3.纳米氧化锆掺量对混凝土抗裂性能的影响研究发现,纳米氧化锆掺量对混凝土的抗裂性能有一定的影响。

当掺量为0.5%时,混凝土的抗裂性能得到一定改善,但当掺量进一步增加时,混凝土的抗裂性能反而降低。

纳米氧化锆_2017.12.21

纳米氧化锆_2017.12.21

纳米氧化锆相关资料分析第一章 项目概况 投资公司:XXXXX技术支持:XXXXXX 研发团队投产项目:5nm 级氧化锆总投资金额:2000万元资金来源:融资方式预计年产纳米氧化锆1200吨,单价40万元/吨,预计年总营业额4.8亿元。

第二章 产品介绍通常情况下Z r O 2有四种存在形式:无定形、常温下稳定的单斜晶相,常温下稳定的四方晶相(添加稳定剂),高温下稳定的立方晶相。

立方晶 四方晶 单斜晶常规情况下:单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆,这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩,但在冷却过程中,四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆,而在1000度左右转变,是一种滞后的转变,同时伴随着体积的膨胀。

为了避免回到单斜相,必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。

这样,稳定的氧化锆在室温至熔点的温度围以相同的稳定的晶型存在。

单斜晶 四方晶预投产项目可以在温度为420度时,即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm 级别四方晶相氧化锆。

在目前市场,并未有同等级别产品。

但是,制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下,在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变,需研发团队出具具体技术结果。

1170o C1000o C(1)2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨,港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。

地区为国主要锆矿砂资源地,省国土资源厅为保护当地资源,将严格控制锆英砂等矿物产量,未来国锆英砂供给量或将减少,锆英砂价格或将在高位继续上行。

(2)国环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能,氧氯化锆价格仍将持续提升。

2017年等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产,国氧氯化锆供应出现短缺,价格快速上涨,最新成交价格15000元/吨,较年初9900元/吨上涨52%,随着冬季城市取暖季限产即将来临,预计氧氯化锆环保限产仍将持续,氧氯化锆价格仍将上涨。

作为生产企业投产纳米氧化锆,需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量,而锆英砂垄断性比较高,几大垄断巨头控制定价权。

纳米氧化锆增韧牙科用硅藻土陶瓷的性能

纳米氧化锆增韧牙科用硅藻土陶瓷的性能
ae tse sng t e tr e po n eh d a d t e id n ai n m eho r e td u i h h e — i tm t o n h n e t t t d Th h s s a d mi r sr cu e o e p a e n c o tu tr s
( u h uKe b rtr fBime ia ae asa dTe h oo y,S z o 5 2 Chn S z o y La oao yo o dclM tr l n c n lg i u h u21 1 3 ia)

( ntueo tma lg , nigMe i l i rt N nig20 2 C ia Istt fSo t o y Naj dc v sy, aj 10 9, hn ) i o n a Un e i n
Lin i ・ a g Hu Li e uM i Gu N ig ’ n Zh n i i a g Fem n

(S ho f ilgcl c neadMe i l n ier g o t at nvri ,N nig20 9 C ia ‘c ol oo ia Si c n dc gne n ,Suh s U iesy aj 10 6 hn ) oB e aE i e t n
关键 词 :纳米 氧化锆 ; 藻土 陶瓷 ; 学性能 ; 韧机制 硅 力 增
中图分 类号 : 7 3 1 R 8 .
文 献标 志码 : A
文章 编号 : 0 1— 5 5 2 1 )30 3 - 10 0 0 ( 0 0 0 -6 60 4
Pr p r is o a o z r o i o g e e i t m ie c r m i o e ts r o e te fn n - i c n a t u h n d d a o t e a c f r d n it y

纳米氧化锆 红外光谱

纳米氧化锆 红外光谱

纳米氧化锆红外光谱
纳米氧化锆是一种具有高比表面积和独特光学、电学、磁学等性质的纳米材料。

红外光谱是一种常用的表征材料结构和化学成分的方法,可以通过测量材料对不同波长红外光的吸收情况,来推断其分子结构和化学键类型。

对于纳米氧化锆,红外光谱通常可以用来检测其表面羟基等含氧官能团的存在情况,以及表面吸附物质的类型和数量等信息。

此外,红外光谱还可以用来研究纳米氧化锆晶体结构的完整性和缺陷情况,以及晶体中的晶格振动模式等信息。

在红外光谱实验中,通常需要使用专门的红外光谱仪来进行测量。

对于纳米氧化锆样品,可以使用压片或喷涂等方法将其制备成薄膜或粉末样品,然后将样品放置在红外光谱仪中进行扫描和测量。

通过对红外光谱图谱的分析和解释,可以获得关于纳米氧化锆样品的结构和化学组成等方面的信息。

纳米氧化锆的制备及其应用

纳米氧化锆的制备及其应用

纳米氧化锆的制备及其应用纳米氧化锆,是一种新型的无机材料,由于其优异的物理性质和化学性质,被广泛应用于领域。

一、纳米氧化锆的制备方法1. 热处理法:该方法是将锆盐溶于水中,然后加热至奈米级氧化物。

热处理法具有简单、效率高、方便的优点,但在一定程度上,过高的温度会导致纳米氧化锆的粒度增大。

2. 水热法:将锆盐和水混合物进行高温、高压水热反应,可以得到纳米氧化锆。

该方法具有反应时间短、操作简单的特点,是一种优良的制备方法。

3. 溶胶-凝胶法:溶胶-凝胶法主要是将金属盐和水混合,形成溶胶,然后通过加热或干燥,形成凝胶,最终制备出纳米氧化锆。

此方法精度高,但操作复杂。

二、纳米氧化锆的应用1. 催化剂:由于其高比表面积和优异的催化活性,纳米氧化锆被广泛应用于多种催化反应中。

比如:环氧化反应、氧化还原反应、酸碱催化等。

2. 电子学领域:纳米氧化锆在电子学领域的应用非常广泛。

比如:制备氧化锆薄膜可以用于电容器、电声元件、光尺电极和太阳电池等领域。

3. 生物医学领域:纳米氧化锆在医学中的应用越来越广泛,如制备新型纳米药物、制备生物传感器等。

4. 涂层材料:纳米氧化锆作为涂层材料,由于其高硬度和耐磨损性,可应用于航空、汽车、电子等领域。

5. 纳米氧化锆超级电容器:将纳米氧化锆导入超级电容器中,可以大幅度提高其存储能力和功率,极大地扩展了超级电容器的应用范围。

三、纳米氧化锆的未来展望随着技术的不断发展和研究的深入,纳米氧化锆越来越多地应用于各种领域中。

未来,纳米氧化锆制备技术将会得到更好的改进和发展,纳米氧化锆的高性能和多功能将使其应用范围得到极大的扩大。

总之,纳米氧化锆制备方法千差万别,应用范围广泛,未来的研究和发展前景广阔,相信随着技术的发展和研究的深入,纳米氧化锆将在更多的领域得到广泛的应用。

纳米氧化锆-2017.12.21

纳米氧化锆-2017.12.21

纳米氧化锆相关资料分析第一章 项目概况 投资公司:XXXXX技术支持:XXXXXX 研发团队投产项目:5nm 级氧化锆总投资金额:2000万元资金来源:融资方式预计年产纳米氧化锆1200吨,单价40万元/吨,预计年总营业额4.8亿元。

第二章 产品介绍通常情况下Z r O 2有四种存在形式:无定形、常温下稳定的单斜晶相,常温下稳定的四方晶相(添加稳定剂),高温下稳定的立方晶相。

立方晶 四方晶 单斜晶常规情况下:单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆,这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩,但在冷却过程中,四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆,而在1000度左右转变,是一种滞后的转变,同时伴随着体积的膨胀。

为了避免回到单斜相,必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。

这样,稳定的氧化锆在室温至熔点的温度围以相同的稳定的晶型存在。

单斜晶 四方晶预投产项目可以在温度为420度时,即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm级别四方晶相氧化锆。

在目前市场,并未有同等级别产品。

但是,制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下,在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变,需研发团队出具具体技术结果。

1170o C1000o C(1)2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨,港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。

地区为国主要锆矿砂资源地,省国土资源厅为保护当地资源,将严格控制锆英砂等矿物产量,未来国锆英砂供给量或将减少,锆英砂价格或将在高位继续上行。

(2)国环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能,氧氯化锆价格仍将持续提升。

2017年等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产,国氧氯化锆供应出现短缺,价格快速上涨,最新成交价格15000元/吨,较年初9900元/吨上涨52%,随着冬季城市取暖季限产即将来临,预计氧氯化锆环保限产仍将持续,氧氯化锆价格仍将上涨。

作为生产企业投产纳米氧化锆,需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量,而锆英砂垄断性比较高,几大垄断巨头控制定价权。

纳米氧化锆用途

纳米氧化锆用途

纳米氧化锆用途纳米氧化锆(ZrO2)是一种具有广泛用途的纳米材料,其独特的物理和化学性质使其在多个领域中发挥着重要作用。

本文将介绍纳米氧化锆的一些主要用途。

纳米氧化锆在催化领域具有重要应用。

由于其高比表面积和优异的催化性能,纳米氧化锆被广泛用于催化剂的制备。

它可以在化学反应中作为催化剂催化剂,提高反应速率和转化率。

例如,纳米氧化锆催化剂可以用于汽车尾气处理中的三元催化剂,将有害物质转化为无害物质,减少对环境的污染。

纳米氧化锆在生物医学领域有着广泛的应用。

由于其良好的生物相容性和药物缓释性能,纳米氧化锆被用作药物传递系统的载体。

通过将药物包裹在纳米氧化锆颗粒中,可以实现药物的缓慢释放,提高药物的疗效和减少副作用。

此外,纳米氧化锆还可以用于生物成像,如磁共振成像(MRI)和光学成像,以及癌症治疗中的热疗等。

纳米氧化锆还在陶瓷材料中有广泛的应用。

由于其高硬度、高熔点和化学稳定性,纳米氧化锆被广泛用于制备高性能陶瓷材料。

例如,纳米氧化锆可以用于制备高强度的陶瓷材料,如刀具、轴承和瓷砖等。

此外,由于纳米氧化锆具有优异的热障性能和导热性能,它还可以用于高温涂层材料,如航空发动机涂层和热障涂层等。

除此之外,纳米氧化锆还在电子领域有着重要应用。

由于其高介电常数和低介电损耗,纳米氧化锆被用于制备高性能电子器件。

例如,纳米氧化锆可以用于制备高电容密度的电容器,提高电子设备的性能。

此外,纳米氧化锆还可以用于制备高效的压电材料和铁电材料,用于传感器、马达和存储器等领域。

总结起来,纳米氧化锆具有广泛的用途,包括催化剂、生物医学、陶瓷材料和电子器件等领域。

随着纳米科技的进一步发展,纳米氧化锆的应用前景将更加广阔。

相信在不久的将来,纳米氧化锆将在更多领域中发挥重要作用,为人类带来更多的福祉。

纳米氧化锆生产工艺流程

纳米氧化锆生产工艺流程

纳米氧化锆生产工艺流程English Answer:Raw Material Preparation.The production of nanosized zirconia powder typically starts with the preparation of raw materials, which involves:Zirconium Source: Zirconium-containing compounds such as zircon (ZrSiO4), zirconia (ZrO2), or zirconium oxychloride (ZrOCl2) can be used as zirconium sources.Stabilizer: Stabilizers are added to control the crystal size and prevent agglomeration during the synthesis process. Common stabilizers include yttria (Y2O3), ceria (CeO2), or calcia (CaO).Chemical Synthesis.Several chemical synthesis methods can be employed to produce nanosized zirconia:Sol-Gel Method: In this method, a homogeneous solution containing zirconium precursors, stabilizers, and solvents is prepared. The solution undergoes a series of hydrolysis and condensation reactions to form a gel, which is then dried and calcined to obtain nanosized zirconia.Co-Precipitation Method: This method involves the co-precipitation of zirconium and stabilizer precursors in an aqueous solution. The precipitate is then filtered, washed, and calcined to produce zirconia nanoparticles.Hydrothermal Synthesis: Nanosized zirconia can be synthesized under hydrothermal conditions, where the precursors are sealed in an autoclave and heated at high temperature and pressure.Physical Vapor Deposition (PVD)。

纳米级二氧化锆的制备和应用

纳米级二氧化锆的制备和应用

其优点是颗粒的形态容易控制 ,其缺陷是可以得到 的前驱体类型不多 。有人用氢电弧等离子体法 、激 光加热法 、爆炸丝法等制备出二氧化锆纳米颗粒 。 1. 1. 2 化学气相合成法 ( CV S) [4 ,5 ] CV S 法是将 一种挥发性的金属有机物前驱体在减压下分解而形 成 。具体反应过程是用 99. 99 %的氦气气流和叔丁 基锆一起喷入反应区 ,同时通入氧气流 。氦气和氧 气流量比例为 1∶10 ,气流压力为 1 kPa ,反应温度为 1 000 ℃,气流经过反应器使锆的化合物被分解 ,形 成 ZrO2 纳米颗粒 ,最后利用温度梯度收集颗粒 。该 法的优点是纳米微晶的形成过程是在均匀气相下进 行的 ,故得到的微粒均匀 ,温度压力和气流的流动易 控制 ,实验具有可重复性 ,但产量较低 ,成本较高 。 目前 Vladimir 等人[4 ]已经用 CVS 法制备出 5 nm 的 ZrO2 微粉 。 1. 1. 3 化学气相沉积法[6 ] CVD 法是在一定的 反应条件 (~300 ℃,5 h , 101133 kPa) 下 ,反应前驱 物蒸气在气态下分解得到 ZrO2 ,ZrO2 形成时具有很 高的过饱和蒸气压 ,自动凝聚形成大量的晶核 ,这些 晶核在加热区不断长大 ,聚集成颗粒 ,随着气流进入 低温区急冷 ,颗粒生长聚集晶化的过程停止 ,最后在 收集室内收集得到粉体 。CVD 法可通过选择适当 的浓度 、流速 、温度和组成配比等工艺条件而实现对 粉体组成 、形貌 、尺寸 、晶相等控制 。反应方程式可 为:
热化学气相反应法 、等离子体加强化学气相反应法
等。
1. 1. 4 化学气相凝聚法 ( CVC) [3 ] 化学气相凝聚
法就是将热 CVD 法的化学反应过程和气体中蒸发
法的冷凝过程结合起来的结果 ,即利用气相原料 (金

纳米氧化锆→固态电池锆基电解质

纳米氧化锆→固态电池锆基电解质

纳米氧化锆→固态电池锆基电解质纳米氧化锆,听起来就像是一个高科技的词汇,让人想起那些科幻电影里的场景。

其实,它就是一种材料,而且还是一种非常有用的材料。

最近,科学家们用纳米氧化锆制作了一种固态电池锆基电解质,这可是大大的好事啊!让我们来了解一下什么是固态电池。

固态电池就是一种用固态电解质代替液态电解质的电池。

这种电池的优点是安全性高、能量密度大、寿命长等等。

而锆基电解质则是固态电池中非常重要的一部分,它负责在正负极之间传递离子。

那么,纳米氧化锆又是什么呢?简单来说,纳米氧化锆就是一种非常小的颗粒状物质,它的大小只有几纳米到几十纳米不等。

这种微小的颗粒可以在很多领域发挥作用,比如医学、环保、能源等等。

而现在,纳米氧化锆被用来制作固态电池锆基电解质,可以说是真正实现了“一石二鸟”。

接下来,我们来看看这种固态电池锆基电解质有什么好处吧!它的安全性非常高。

因为锆基电解质是由纳米氧化锆制成的,所以它不会像传统的液态电解质那样容易燃烧或者爆炸。

这样一来,使用这种电池的人就可以更加放心了。

这种电池的能量密度非常大。

能量密度是指单位体积或单位质量所储存的能量大小。

对于电池来说,能量密度越大,它的续航能力就越强。

而锆基电解质可以让固态电池的能量密度大大提高,从而延长了电池的使用时间。

这种电池的寿命也非常长。

寿命是指一个产品能够正常工作的时间长短。

对于电池来说,寿命越长,就越省钱啊!而锆基电解质可以让固态电池的寿命大大延长,从而让更多的人受益。

纳米氧化锆制作固态电池锆基电解质是一项非常有前途的技术。

它不仅可以提高电池的安全性和能量密度,还可以延长电池的寿命。

相信在不久的将来,这种技术一定会得到广泛应用的!。

热喷涂 纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件

热喷涂 纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件

热喷涂纳米氧化锆粉末及涂层制备工艺技术条件简介任务背景热喷涂技术是一种常用的表面涂覆技术,用于在材料表面形成陶瓷涂层,提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。

在热喷涂过程中,选择合适的喷涂材料对于获得优质涂层至关重要。

其中,纳米氧化锆粉末作为一种常用的喷涂材料,具有出色的耐磨、耐腐蚀和高温抗氧化性能。

工艺目标本文将探讨纳米氧化锆粉末的制备工艺及其在热喷涂过程中的应用技术条件,旨在提供一种可行的方法,以获得高质量的氧化锆涂层。

纳米氧化锆粉末制备工艺原料准备氧化锆粉末选择选择具有较高纯度和较小颗粒大小的氧化锆粉末,以确保喷涂材料的质量。

粉末后处理方法通过球磨、机械混合等方法处理氧化锆粉末,以获得较小的粒径和均匀的颗粒分布。

纳米氧化锆粉末制备水热合成法1.将预处理过的氧化锆粉末悬浮于适量的水溶液中。

2.在恒定的温度和压力条件下进行水热反应,使氧化锆粉末与水溶液中的离子发生反应生成纳米氧化锆颗粒。

3.过滤、干燥和研磨得到纳米氧化锆粉末。

气相沉积法1.利用化学气相沉积设备,在高温条件下将气态的锆化合物分子分解生成纳米氧化锆颗粒。

2.调节反应温度、气体流量和反应时间等参数,实现纳米颗粒的控制生长和分散性。

纳米氧化锆涂层热喷涂工艺喷涂设备选择选择适合纳米氧化锆粉末喷涂的热喷涂设备,常用的包括等离子喷涂、电弧喷涂和火焰喷涂等。

气氛控制在喷涂过程中,维持合适的气氛,以避免杂质对涂层质量的影响。

可以通过惰性气体保护气氛,如氩气或氮气。

涂层结构控制调节喷涂工艺参数,如喷涂速度、喷涂距离和喷涂角度等,以控制生成的纳米氧化锆涂层的结构和性能。

纳米氧化锆涂层性能评价涂层硬度测试使用硬度计或类似仪器测试涂层的硬度,以评估其耐磨性和耐腐蚀性能。

显微结构观察使用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层的表面形貌和颗粒分布情况,以评估涂层的致密性和均匀性。

热稳定性测试将纳米氧化锆涂层置于高温环境中,观察其抗高温氧化性能和热稳定性。

摩擦磨损性能测试通过旋转摩擦测试机等设备,评估纳米氧化锆涂层在摩擦条件下的耐磨性能。

【精品文章】集四海八荒:11种纳米氧化锆制备法优劣简述

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集四海八荒:11种纳米氧化锆制备法优劣简述
理想的ZrO2粉体是:①粒度为亚微米级或更细;②形状为等球形;③无团聚;④纯度高,化学组成均匀;⑤粒度分布窄。

其中,纯度和粒度是标志粉体性质的决定因素。

因此,研制高纯超细优质ZrO2粉体就成了国内外精细陶瓷研究者十分关注的课题之一。

 纳米氧化锆液体(溶剂)
 国内外有许多方法用于制备氧化锆超细颗粒,大致分为气相法、液相法和固相法,细分之后不计其数。

小编查阅各类文献,整理出本文,简述了其中较为常见的11种制备氧化锆方法的优缺点。

 1.液相反应沉淀法
 液相反应沉淀法即从溶液中通过沉淀获得前驱体颗粒的方法简单、安全且低耗,因成本低、易于工业化等优点而成为研究的热点。

然而,采用这种传统的方法所获得的粉末具有不规则形状以及较宽颗粒尺寸分布。

 2.均匀沉淀法
 均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子在溶液中缓慢、均匀地释放出来,此时加入的沉淀剂不是立刻与沉淀组分发生反应,而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢地生成,从而有效地降低了反应物的浓度梯度,对纳米粒子粒径分布有所控制。

该方法化学反应过程简单;成本低;易于规模化生产。

但均匀沉淀法的整个沉淀反应发生在水溶液中,难以控制颗粒的长大和团聚,且颗粒的形状也不易控制,制备过程容易团聚,影响粉末分散性能。

 3.乳液法。

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纳米氧化锆相关资料分析第一章 项目概况 投资公司:XXXXX 有限公司技术支持:XXXXXX 研发团队投产项目:5nm 级氧化锆总投资金额:2000万元资金来源:融资方式预计年产纳米氧化锆1200吨,单价40万元/吨,预计年总营业额4.8亿元。

第二章 产品介绍通常情况下Z r O 2有四种存在形式:无定形、常温下稳定的单斜晶相,常温下稳定的四方晶相(添加稳定剂),高温下稳定的立方晶相。

立方晶 四方晶 单斜晶常规情况下:单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆,这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩,但在冷却过程中,四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆,而在1000度左右转变,是一种滞后的转变,同时伴随着体积的膨胀。

为了避免回到单斜相,必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。

这样,稳定的氧化锆在室温至熔点的温度范围内以相同的稳定的晶型存在。

单斜晶 四方晶预投产项目可以在温度为420度时,即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm 级别四方晶相氧化锆。

在目前市场,并未有同等级别产品。

但是,制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下,在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变,需研发团队出具具体技术结果。

1170o C1000o C二、国内因素(1)2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨,港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。

海南地区为国内主要锆矿砂资源地,海南省国土资源厅为保护当地资源,将严格控制锆英砂等矿物产量,未来国内锆英砂供给量或将减少,锆英砂价格或将在高位继续上行。

(2)国内环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能,氧氯化锆价格仍将持续提升。

2017年山东等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产,国内氧氯化锆供应出现短缺,价格快速上涨,最新成交价格15000元/吨,较年初9900元/吨上涨52%,随着冬季城市取暖季限产即将来临,预计氧氯化锆环保限产仍将持续,氧氯化锆价格仍将上涨。

作为生产企业投产纳米氧化锆,需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量,而锆英砂垄断性比较高,几大垄断巨头控制定价权。

国内氧氯化锆生产受制于环保要求,大规模减产。

所以投产纳米氧化锆需要稳定的原材料来源,以确保生产销售的稳定性。

第四章纳米氧化锆的应用领域与市场分析预测纳米级复合氧化锆相比普通的复合氧化锆粒径更小,达到纳米级别,其更高的附加使用价值及超百亿的市场规模正在被快速开发。

据了解我公司预投产项目为纯纳米氧化锆,不需要添加氧化稳定剂,比现阶段市场产品是否具有更高的性能与开发价值尚需研发团队验证。

现仅就纳米复合氧化锆应用领域具体列示如下:4.1义齿材料及人工关节纳米ZrO2可明显提高陶瓷的室温强度和应力强度因子,从而使陶瓷韧性成倍提高。

利用纳米ZrO2制备的复合生物陶瓷材料具有较好的力学性能、化学稳定性、生物相容性,是一种很有应用前景的复合型生物陶瓷材料,尤其在齿科材料和人工关节等方面。

(1)义齿材料氧化锆是理想的全瓷牙材料,但是我国在全球种植牙市场中只占据了约1%的市场。

这并非是我国需求市场小,而是因为氧化锆全瓷牙的高价格(约3000/颗)造成了较低的市场渗透率。

受益于我国经济发展,人民对全瓷牙接受程度及对口腔义齿重视程度的提高,以及我国加速老龄化的现状,假牙市场迎来高景气,氧化锆齿科材料潜在市场空间进一步扩大。

根据之前 WHO 公布的全球老龄化图表显示:2015 年 60 岁以上人口占比超过30%的国家只有日本一个,而到 2050 年,中国、欧洲大部分区域以及北美部分区域,60 岁以上人口占比都将超过 30%。

受全球老龄化的推动,假牙需求和市场空间将进一步增长,根据中国产业信息网资料显示,全球 2020年假牙市场有望达到 188 亿美元。

随着牙齿美观问题关注度和人均可支配收入提高,氧化锆陶瓷在齿科材料市场中的渗透率有望进一步提升。

在目前主要的齿科材料中,氧化锆陶瓷虽然在性能上具备诸多优势,但其售价较高,制约其市场渗透率。

而随着国民收入水平不断提高,叠加氧化锆齿科材料生产工艺和技术的发展,生产成本的降低,未来氧化锆义齿占比将不断提升,根据齿科行业协会数据显示,2015年我国义齿消费规模为57亿元,预计2020年国内义齿市场规模将达到 73 亿元,同时,氧化锆陶瓷在义齿材料中的渗透率有望进一步提高,乐观估计,国内氧化锆在义齿制作领域的市场空间将由 2015年的15亿,增至2020年将超20亿元。

(2)人工关节ZrO2陶瓷于20世纪80年代中期开始应用于人工关节,由于氧化锆存在三种晶形,并且在晶形转化的时候会引起体积的变化,从而使材料容易发生开裂,影响其作为人工关节的使用寿命。

因此和齿类材料一样,纯的氧化锆也不能作为人工关节材料使用。

为了提高氧化锆的稳定性,通过热处理和添加氧化稳定剂,如Y2O3、CeO2、MgO等,来稳定其晶体结构,使其在常温下能保持四方相,增强其机械强度。

4.2氧传感器采用氧化锆制成的传感器有良好的导电性,在控制汽车尾气、电厂锅炉的燃烧上起到重要作用。

汽车工业中在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上,氧传感器是必不可少的,氧化锆式氧传感器是基于氧化锆固体电解质的材料特性来检测尾气中氧浓度的,按检测空燃比数值的范围不同分为:窄型氧传感器和宽型氧传感器。

窄型氧传感器即“传统氧传感器”,只能检测空燃比是大于或小于14.7;宽型氧传感器即新式氧传感器,简称“空燃比传感器”,能检测的空燃比范围为23:1-11:1,且检测精度高,不仅能使发动机实现稀混合气或浓混合气控制,而且喷油量的控制更加精确。

氧化锆式氧传感器是目前最成熟,产量最大的一种氧传感器。

是汽车排放控制系统中的关键部件之一,其信号输出特性直接影响发动机的燃油经济性和排放控制。

一般一辆汽车配2个或多个氧传感器,每个传感器需纳米复合氧化锆粉体5-10g;由于环保要求和氧传感器的节油特性(通过提高燃油燃烧效率),发达国家一般5万公里左右进行更替。

按照2017年全球汽车产量9700万辆计算,考虑部分替换需求,全球氧传感器年产量在2亿支以上,消耗粉体1000-2000吨。

4.3汽车尾气净化催化剂助剂汽车尾气净化催化剂一般由三个部分组成:载体(董青石、氧化铝)、助催化剂(纳米涂层增大比表面积、同时作为储氢材料)、催化剂(一般汽油车位铂钯铑等,柴油车为钒钨钛等)。

其中锆铈固溶体复合氧化物材料作为助催化剂使用,是十分重要的涂层材料。

1升催化剂一般需消耗铈锆固溶体100g左右,每辆车的催化剂用量与排量相关,汽油车1L排量对应0.8-1.2L催化剂,柴油车1L排量对应2L催化剂。

2017年全球汽车销量达到9700万辆;其中中国汽车产销量均超过2800万辆大关。

假设以9700万辆车全部按照1L排量汽油车、对应使用0.8L催化剂计算,铈锆固溶体年消费量7760吨。

4.4光纤连接器陶瓷插芯纳米氧化钇稳定氧化锆(Nano-YSZ)粉体,因其优异的力学性能、化学稳定性和极高的精密度等,可以用来制备光纤连接器的稀土结构陶瓷光纤插芯(精密针)和套筒,是光纤网络中应用面最广并且需求量最大的光纤无源器,是信息网络基础设施建设的重要组成部分。

主要的光纤陶瓷插芯生产企业有中国的三环集团、深圳太辰、威谊光通和宁波韵升等企业,日本的Adamant、京瓷、大平洋、精工,韩国大源,台湾富士康集团等。

中国的陶瓷插芯产量(含在华外资企业的产量)接近全球总产量的93%。

受益数据中心和电信网络的快速发展,技术的进步促进了光纤往更终端的用户迁移,近年来全球光纤连接器市场保持较快发展,预计消费纳米复合氧化锆1700吨,目标市场目规模6亿。

4.5移动终端产品4.5.1手机背板领域市场空间预测根据最新数据显示,2016年全球智能手机总销售量为14.7 亿部,同比 2015 年增加 2%,预计 2017 年手机出货量将达到15.3亿部,同时预计未来 5 年全球手机市场将以每年3.8%的增速增长。

目前在每块氧化锆背板中,原料氧化锆成本占比在35%左右,在目前良率下,氧化锆粉需求量为150-200g/块,假设未来渗透率为10%,此时市场空间将达到 90 亿元(手机销量×市场渗透率×原料成本)。

而如果氧化锆陶瓷后盖发展乐观,例如在未来五年由于 5G 或4.5G 技术商业化应用,陶瓷材料出现大规模的渗透,以及 iphone 或将采用陶瓷材料作为机身背板等。

至 2021 年假设渗透率达 28%,则氧化锆粉体在手机背板领域的市场规模将达到近 276 亿元。

4.5.2手机指纹识别盖板市场空间预测手机指纹识别市场潜力巨大,目前比较成熟的方案有蓝宝石、涂覆式(coating)、陶瓷盖板以及玻璃四种方案。

成本和性能方面,蓝宝石方案硬度高,耐腐蚀,但存在成本较高,抗摔能力不强的弱点,而涂覆式背面指纹识别方案由于涂层硬度不高,存在容易磨损和受汗水腐蚀等缺点,采用该方案的手机,使用一段时间后难免会有各种划痕出现。

外观方面,涂覆指纹识别方案常用在手机的背面,且质感稍差,较容易破坏背面的整体美观。

而蓝宝石盖板按压式指纹识别方案应用在手机的正面,将指纹放在正面不仅可以让手机的背面更为美观,同时更符合用户的使用习惯和审美。

综上所述,正面指纹识别更受用户欢迎,但蓝宝石盖板材料价格高,又因其穿透性较差,适用蓝宝石指纹识别芯片价格也较高,同时由于其韧性稍差,厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm),因此市面上又出现了氧化锆陶瓷和钢化玻璃两种蓝宝石盖板替代材料。

钢化玻璃具备制作工艺简单,成本低等优点,但硬度远不及蓝宝石,容易被被更高硬度的细小灰尘磨花,介电常数、抗弯强度也较差,厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm),影响识别速度,不能算是理想的蓝宝石替代材料。

氧化锆陶瓷材料介电常数是蓝宝石的 3 倍,此特性使指纹识别更灵敏,成功率更高,又由于韧性高于蓝宝石3倍以上,氧化锆保护层在保证抗摔强度下,目前最薄量产厚度低至0.1mm,而如果厚度做到和蓝宝石相同时,此时强度、抗摔性将显著优于蓝宝石。

更重要的是,氧化锆的总成本却只有蓝宝石的 1/4,是替代蓝宝石高性价比方案。

据统计,目前已发布的正面指纹识别方案的智能手机高达20多款,小米5、OPPO R9等旗舰手机都已经采用正面陶瓷盖板指纹方案,预计2017年还有会有大量搭载陶瓷盖板指纹识别方案的手机发布,具体分析如下:指纹识别渗透率快速增长,预计 2020 年国内需求超过 3.4 亿组随着 2013 年苹果IPhone5S 在 home 键上添加了指纹识别技术,手机的开机设置从数字密码、图形解锁逐渐演变成现有的指纹识别。

2016 年 6 月全球发布的智能手机共达到 27 款,其中搭载指纹识别功能的智能手机达到 20 款,占比达到 74%。

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