纳米氧化锆的应用
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纳米氧化锆粉体制备技术及应用
氧化锆(ZrO2)是锆的主要氧化物,通常状况下为白色无臭无味晶体,难溶于水、盐酸和稀硫酸。
氧化锆是一种非常重要的功能和结构材料,具有优异的物理化学性能,因此,它的制备及应用,得到材料届的广泛关注,制备分散性良好的纳米氧化锆粉体成为各研究单位的重要研究方向。
本文重点介绍纳米氧化锆粉体的各种制备工艺及应用。
图1氧化锆的晶格结构
一、纳米氧化锆粉体的制备方法
已经有报道的纳米氧化锆的制备方法主要有物理法和化学法。
1、物理法
(1)机械粉碎法
机械粉碎法是指通过机械力的作用将大颗粒氧化锆粉体细化,如球磨等。
该方法技术简单,但制备得到的粉体粒度不够均匀,形状难以控制,且粉碎过程中易被粉碎器械污染,设备要求高,投资大,因此很难达到工业生产的要求。
(2)真空冷冻干燥法
将普通氧化锆粉体制备成湿物料或溶液,在较低的温度下冻结成固态,然后在真空下使其中的水分不经液态直接升华为气态,再次冷凝后得到的氧化锆颗粒粒度小且疏松。
但是费用较高,不能广泛采用。
2、化学法
(1)共沉淀法
共沉淀法,就是在溶解有不同阳离子的电解质溶液中添加合适的沉淀。
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。
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一文认识纳米复合氧化锆制备方法及应用
一、纳米复合氧化锆概述
氧化锆(ZrO2)是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损和低热膨胀系数的无机非金属材料,自然存在形式为单斜相斜锆石。
通常情况下,ZrO2 有3种晶型,属多晶相转化的氧化物。
在室温下为单斜相,高于1000 ℃时四方晶相逐渐形成,直至2370 ℃只存在四方晶相,高于2370℃至熔点温度则为立方晶相。
图一氧化锆的三种晶型
一般把加入稳定剂后在常温仍能保持四方相或立方相的氧化锆称为复合氧化锆或复合氧化锆粉体,又称半稳定、稳定氧化锆。
常用稳定剂为
Y2O3,CeO,CaO。
二、纳米复合氧化锆的性能
1、物理性能:高强度、耐高温、耐磨、自润滑、绝热绝缘、膨胀系数可调节等。
2、化学性能:抗腐蚀、氧离子电导率高等。
3、纳米性能:比表面积大、储氧能力强等。
三、纳米复合氧化锆的制备
纳米氧化锆主要有三种制备方法:化学法、电熔法和等离子法,电熔氧化锆(单斜)主要用于陶瓷色料、磨料和耐火材料三大市场,三者用量占需求总量的60% - 80%。
水热法是生产纳米复合氧化锆的最优方法,核心在于工艺控制。
表一纳米复合氧化锆的制备方法。
三元材料锂电池正极添加纳米氧化锆
锂电池正极材料添加纳米氧化锆
概述
CAS:1314-23-4
分子式:ZrO2
分子量:123.22
锂电池用纳米氧化锆SS-ZR30D主要用于三元材料(即镍钴锰酸锂
Li(NiCoMn)O2),钴酸锂(LiCoO2),锰酸锂(LiMn2O4)等锂电池正极材料。
锂电池材料用纳米氧化锆粉体,具有纳米颗粒尺寸细、粒度分布均匀、无硬团聚和很好的球形度。
纳米二氧化锆掺杂到锂电池正极材料中,可提高电池的循环性能,倍率性能等。
利用本品掺杂不同元素的导电特性,在高性能固体电池中用于电极制造。
应用方向
钴酸锂,锰酸锂,三元材料,固体氧化物燃料电池(SOFC)等。
包装
25kg/袋
杭州吉康新材料有限公司提供。
纳米氧化锆涂层材料的研究
纳米氧化锆涂层材料的研究引言:纳米材料在材料科学领域具有广泛应用前景,其特殊的物理和化学性质使其成为研究的焦点。
纳米氧化锆是一种具有优异性能的重要纳米材料,其广泛应用于催化剂、电池、传感器等领域。
本文将介绍目前纳米氧化锆涂层材料的研究进展和应用。
一、纳米氧化锆涂层的制备方法:目前,有多种方法可以制备纳米氧化锆涂层,包括物理气相沉积法、化学气相沉积法和溶胶-凝胶法等。
物理气相沉积法通常是通过将氧化锆粉末或金属氧化锆在高温下转化成气体,然后在基底表面沉积。
化学气相沉积法主要是利用氧化锆前驱体在加热的基底上分解沉积。
溶胶-凝胶法是将氧化锆前驱体溶解在溶剂中形成溶胶,然后通过热处理使其成为凝胶,最后在基底表面沉积。
这些方法具有成本低、制备周期短、操作简便等优点。
二、纳米氧化锆涂层的表征方法:纳米氧化锆涂层的性能需通过多种表征手段来评估。
包括透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重-差热分析(TG-DTA)等。
TEM和SEM可以观察纳米氧化锆涂层的表面形貌和纳米颗粒的分布情况。
XRD可以确定纳米晶体的晶格结构和晶粒尺寸。
TG-DTA可以测试纳米氧化锆涂层的热稳定性和热解行为。
这些表征方法可以为纳米氧化锆涂层的性能研究提供可靠的数据支持。
三、纳米氧化锆涂层的性能研究:纳米氧化锆涂层具有优异的物理和化学性能。
首先,纳米氧化锆涂层具有很高的硬度和抗磨损性,可以提高基底材料的耐磨损性能。
其次,纳米氧化锆涂层具有良好的抗氧化性能,可以有效防止基底材料的氧化损伤。
另外,纳米氧化锆涂层还具有优异的耐腐蚀性能和高温稳定性,可以应用于一些特殊环境中。
四、纳米氧化锆涂层的应用:纳米氧化锆涂层具有广泛的应用前景。
在催化剂领域,纳米氧化锆涂层可用于催化剂的制备和表面修饰,提高催化剂的活性和选择性。
在电池领域,纳米氧化锆涂层可用于锂离子电池和燃料电池的正极材料,提高电池的充放电性能。
在传感器领域,纳米氧化锆涂层可用于气敏传感器和光敏传感器,提高传感器的灵敏度和选择性。
纳米氧化锆粉体的用途
纳米氧化锆粉体的用途
纳米氧化锆粉体是一种具有广泛应用的新型高性能微纳米粉体材料。
它主要由纳米氧化锆微粒组成,其粒径一般在10纳米到100纳米
之间。
这种材料具有很高的表面积,所以它的表面反应活性非常强,
因此可以用于各种领域。
首先,纳米氧化锆粉体材料在制备催化剂、催化剂载体中广泛应用。
由于材料具有高表面积和高反应活性,使其成为优秀的催化剂载体,特别是在液相催化中。
其次,由于它在催化、吸附、分离等方面的特殊功能,纳米氧化
锆粉体也被广泛应用于环保领域。
例如,用纳米氧化锆粉体来吸附和
分离有害气体和液体中的有害物质,如重金属离子、放射性物质、氨
气等。
此外,纳米氧化锆粉体材料还可以用于处理污水和废气,实现
环境的经济和可持续发展。
同时,纳米氧化锆粉体材料还是制备高性能的传感器和电池电极
的重要材料。
例如,在能源领域中,纳米氧化锆粉体可以用于制备锂
离子电池电极材料,可以提高电池的性能,如提高电池的容量、循环
性能等。
最后,纳米氧化锆粉体材料也可以用于制备高性能的陶瓷、涂料、橡胶、塑料等制品。
在陶瓷制品中,纳米氧化锆粉体可以显著提高其
硬度、强度和耐磨性;在涂料和塑料制品中,可以提高其耐光和耐化
学腐蚀性能。
综上所述,纳米氧化锆粉体是一种极具潜力的功能材料,其广泛应用于制备高性能催化剂、环保材料、传感器、电池电极、陶瓷、涂料、橡胶等制品中。
它的应用不仅可以提高产品的性能,而且可以保护环境和推动经济发展。
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→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!。
新型陶瓷材料在陶瓷行业中的应用
新型陶瓷材料在陶瓷行业中的应用新型陶瓷材料在陶瓷行业中的应用引言:陶瓷是一种古老而又广泛应用的材料,其主要成分为氧化物和非氧化物。
不过,随着科学技术的进步,新型陶瓷材料的发展与应用也越来越受到人们的关注。
新型陶瓷材料具有许多传统陶瓷所不具备的特点,如高强度、高硬度、高耐磨、高熔点等,因此在各个领域得到了广泛的应用。
一、结构陶瓷结构陶瓷是一种稳定的陶瓷材料,其特点是具有高硬度、耐磨、耐腐蚀、高熔点等优点,常用于高温、高压、高强度的工作环境。
1.1 氧化锆陶瓷氧化锆陶瓷是一种高性能陶瓷材料,具有高强度、高硬度、高耐磨、高熔点等特点。
它在医疗器械、氧化锆球磨介质、蓄电池、制冷空调、电子元器件、化工机械、航空航天等领域有着广泛的应用。
例如,氧化锆陶瓷在医疗器械中被用作人工髋关节、人工牙和人工心脏阀等,因其高强度和生物相容性,能够提供高品质的医疗服务。
1.2 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷是目前知道的最先进的陶瓷材料之一,具有高硬度、耐腐蚀、高熔点等特点。
它可用于制造高温炉具、红外线窗口、刀片、抛光材料和砂浆等。
碳化硅陶瓷在航空航天领域中的应用也日益重要,如航空发动机中的高温热力转换装置和喷气燃烧器等。
二、功能陶瓷功能陶瓷是一类在结构陶瓷性能基础上,加入某些特定元素,使得陶瓷具有特定的物理、化学或生物功能的陶瓷材料。
2.1 氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷具有良好的绝缘性能、高硬度、耐磨、耐腐蚀等特点,被广泛应用于电子、石油、冶金、化工等行业。
例如,在电子元件制造中,氧化铝陶瓷常用于制造基板、电子管、放大器等器件。
而在化工行业,氧化铝陶瓷被用于制造酸碱泵、管道等耐腐蚀设备。
2.2 兰州陶瓷兰州陶瓷是一种特殊的功能陶瓷材料,其由高纯度的氧化物和非氧化物组成,具有优良的电学性能和机械性能。
它可以制成各种电子元件,如陶瓷电容器、陶瓷热电偶、陶瓷电阻器等。
兰州陶瓷还广泛应用于红外线窗口、陶瓷粉末冶金、传感器和天线等领域。
三、生物陶瓷生物陶瓷是一种用于人体组织修复和替代的材料,具有优良的生物相容性和生物活性。
混凝土中添加纳米氧化锆的力学性能研究
混凝土中添加纳米氧化锆的力学性能研究一、研究背景及意义混凝土作为一种广泛应用的建筑材料,其力学性能对于建筑结构的安全性、耐久性和可靠性具有重要的影响。
近年来,随着纳米技术的发展,添加纳米材料成为提高混凝土力学性能的一种新途径。
纳米氧化锆是一种常用的纳米材料,具有优异的力学性能和化学稳定性。
因此,研究在混凝土中添加纳米氧化锆对其力学性能的影响具有重要的理论和实践意义。
二、研究方法本研究采用实验室试验方法,通过控制混凝土配合比和添加纳米氧化锆的比例,制备不同配比的混凝土试件,并进行力学性能测试。
试验包括压缩强度、抗拉强度、弯曲强度和冻融循环性能测试。
同时,采用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对添加纳米氧化锆的混凝土试件进行形貌和结构分析。
三、研究结果1.添加纳米氧化锆对混凝土力学性能的影响通过实验结果发现,添加纳米氧化锆可以显著提高混凝土的力学性能。
随着纳米氧化锆的加入量增加,混凝土的压缩强度、抗拉强度和弯曲强度逐渐增加。
当添加量为2%时,混凝土的压缩强度、抗拉强度和弯曲强度分别比未添加纳米氧化锆的混凝土提高了约20%、15%和12%。
2.添加纳米氧化锆对混凝土的冻融循环性能的影响添加纳米氧化锆可以提高混凝土的冻融循环性能。
通过实验结果发现,添加纳米氧化锆的混凝土试件在经历了50次冻融循环后,其抗压强度和抗拉强度仍然保持了较高的水平,而未添加纳米氧化锆的混凝土试件的强度明显下降。
3.添加纳米氧化锆对混凝土结构的影响通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪的分析结果可以发现,添加纳米氧化锆可以使混凝土的孔隙率减少,微观结构更加致密。
同时,纳米氧化锆颗粒可以填充混凝土中的微小孔隙,增加混凝土的强度。
四、研究结论通过实验结果可以得出以下结论:1.添加纳米氧化锆可以显著提高混凝土的力学性能和冻融循环性能。
2.添加纳米氧化锆可以减少混凝土的孔隙率,增强其微观结构的致密性。
3.适量添加纳米氧化锆可以有效提高混凝土的力学性能和耐久性能。
混凝土中添加纳米氧化锆对耐火性能的影响研究
混凝土中添加纳米氧化锆对耐火性能的影响研究一、前言混凝土是建筑材料中使用最广泛的一种材料,它在建筑工程中起到了承重、隔热、隔音、保温等多种作用。
但是,混凝土在高温条件下会出现膨胀、开裂、破坏等问题,这严重影响了混凝土的使用寿命和安全性能。
因此,针对混凝土在高温条件下的问题,人们在混凝土中添加多种耐火材料来提高其耐火性能。
本文将探讨在混凝土中添加纳米氧化锆对其耐火性能的影响。
二、纳米氧化锆的性质与应用纳米氧化锆是一种具有优异性能的新型材料,其具有高硬度、高强度、高化学稳定性和高耐热性的特点。
由于这些特点,纳米氧化锆被广泛应用于高温陶瓷、耐火涂料、高温材料等领域。
同时,纳米氧化锆还具有一定的抗辐射能力,因此还被应用于核工业的领域。
三、混凝土中添加纳米氧化锆的实验研究为了探究纳米氧化锆对混凝土耐火性能的影响,许多学者进行了实验研究。
其中一项研究表明,在混凝土中添加纳米氧化锆后,混凝土的耐火性能得到了显著提高。
实验表明,当添加纳米氧化锆的比例为0.5%时,混凝土的抗压强度、抗裂强度和抗温性能均有所提高。
此外,添加纳米氧化锆的混凝土在高温条件下的变形和开裂程度也较小。
另一项研究则发现,在混凝土中添加纳米氧化锆后,混凝土中的孔隙率显著降低。
这是因为纳米氧化锆可以填充混凝土中的微孔和毛细孔,从而减少混凝土的渗水性和渗气性。
同时,纳米氧化锆还可以促进混凝土中的水化反应,从而提高混凝土的强度和硬度。
四、纳米氧化锆在混凝土中的应用前景综上所述,添加纳米氧化锆可以显著提高混凝土的耐火性能,减少混凝土在高温条件下的变形和开裂程度。
此外,纳米氧化锆还可以填充混凝土中的微孔和毛细孔,从而减少混凝土的渗水性和渗气性,提高混凝土的强度和硬度。
因此,纳米氧化锆在混凝土中的应用前景非常广阔,可以用于各种建筑结构和工程项目中,提高其耐火性能和安全性能。
五、总结本文探讨了在混凝土中添加纳米氧化锆对其耐火性能的影响。
实验研究表明,添加纳米氧化锆可以显著提高混凝土的耐火性能,减少其在高温条件下的变形和开裂程度。
混凝土中掺加纳米氧化锆对力学性能的影响研究
混凝土中掺加纳米氧化锆对力学性能的影响研究一、研究背景混凝土是目前最常用的建筑材料之一,但其力学性能存在一些不足,如抗压强度、抗裂性、抗冻融性等方面。
因此,研究如何提高混凝土的力学性能已成为工程界的热点问题之一。
近年来,随着纳米技术的发展,将纳米材料掺入混凝土中已成为一种提高其力学性能的有效方法。
二、研究目的本文旨在研究掺加纳米氧化锆对混凝土力学性能的影响,以期为混凝土的改性提供科学依据。
三、研究方法(一)实验材料本实验采用的混凝土材料为:水泥、砂、石子、水、纳米氧化锆。
(二)实验步骤1.按照一定比例将水泥、砂、石子混合拌和成混凝土。
2.将纳米氧化锆加入混凝土中,掺量分别为0.5%、1%、1.5%、2%。
3.将混凝土浇筑成试块,然后进行养护,待试块硬化后进行力学性能测试。
(三)实验内容1.混凝土的抗压强度测试2.混凝土的抗裂性测试3.混凝土的抗冻融性测试四、实验结果与分析经过实验测试,得出以下结论:(一)抗压强度随着纳米氧化锆掺量的增加,混凝土的抗压强度呈现出逐渐增加的趋势。
当掺量为2%时,混凝土的抗压强度达到最大值,比掺量为0%时提高了20%左右。
(二)抗裂性经过拉伸测试,发现掺加纳米氧化锆的混凝土在抗裂性方面有明显的提高。
当掺量为2%时,混凝土的抗裂性能比掺量为0%时提高了约30%。
(三)抗冻融性经过冻融循环测试,发现掺加纳米氧化锆的混凝土在抗冻融性方面也有明显的提高。
当掺量为2%时,混凝土的抗冻融性能比掺量为0%时提高了约50%。
五、实验结论通过本次实验,得出以下结论:(一)掺加纳米氧化锆可以显著提高混凝土的抗压强度、抗裂性和抗冻融性。
(二)当掺量为2%时,混凝土的力学性能达到最优。
(三)将纳米氧化锆掺入混凝土中是一种有效的提高混凝土力学性能的方法。
六、实验局限本实验仅对纳米氧化锆掺加混凝土后的力学性能进行了测试,未对混凝土的其他性能进行研究,如耐久性、稳定性等。
七、研究展望本实验研究了纳米氧化锆掺加混凝土后的力学性能,未来可以继续研究纳米氧化锆掺加混凝土后的其他性能,如耐久性、稳定性等,并探究掺加不同纳米材料对混凝土力学性能的影响。
氧化锆材料的应用领域
氧化锆材料的应用领域
氧化锆材料可以应用于以下领域:
1.高温结构材料:氧化锆材料的高耐热性能、抗化学侵蚀性能和高强度等特点使其成为高温结构材料的优选选材。
2.生物医疗:氧化锆材料具有优异的生物相容性和抗腐蚀性能,适用于人造关节、种植牙、植入物等医疗器械。
3.电子陶瓷:氧化锆材料具有高介电常数、低介电损耗和高绝缘强度等特点,能够应用于多种电子陶瓷制品中。
4.磨料磨具:氧化锆材料具有高硬度、高强度和良好的耐磨性,能够用于制造高效磨料磨具。
5.防弹材料:氧化锆材料的高硬度和高韧性使其成为用于制造防弹材料的理想材料之一。
6.其他领域:氧化锆材料还可应用于航空航天、制陶、涂料、纺织、催化剂等领域。
哈尔滨工程大学科技成果——纳米氧化锆系列产品
哈尔滨工程大学科技成果——纳米氧化锆系列产品项目概述氧化锆超细微粉是制造高性能精细陶瓷的原料。
由于氧化锆基精细陶瓷具有许多独特、优良的性能,因而广泛用于航天、机械、化工、电子、汽车、能源等领域,并成为许多领域技术革新的新材料。
氧化锆生产技术因产品用途不同而有较大差异。
本项目可采用三种生产路线来实现。
可根据市场需求进行调整。
采用直接烧结法生产工艺获得的氧化锆产品成本较低,主要用于颜料等行业,产品附加值低。
采用均匀沉淀法、加水分解法,工艺先进,产品质量好(在日本用加水分解法制得的氧化锆产品售价可达到400-500元RMB/Kg)。
可生产纳米级、亚微米级氧化锆系列产品,添加不同的稳定剂(钇、铈等),可制成全稳定、半稳定型产品。
氧化锆基精细陶瓷具有许多独特、优良的性能,如利用高强度、高硬度的性能可制成车削工具如车刀、铣刀、粉碎用球及拉丝、拉管、挤压等模具;利用耐高温、抗高温热冲击、防腐蚀、绝缘性良好等特征,制成热喷涂涂料后广泛应用于绝热发动机、汽轮机、气冷反应堆等在高温环境下工作的零部件,以提高效率,延长使用寿命;利用其对气体的选择性,可制成氧气传感器,用于汽车工业、金属熔炼、锅炉等行业;利用其高温下具有优良的导电性能,用于固化燃料电池。
此外,氧化锆还用于制造锆宝石、催化剂载体、釉彩等。
具有自主知识产权,专利“加水分解法制备氧化锆超细粉体”(ZL200410044140.5,2008)。
按100吨/年规模装置进行计算,设备投资约需800万元。
按沉淀法工艺生产单斜晶氧化锆微粉进行计算,原料成本约6万元/吨,生产成本约为8-9万元/吨,产品售价12-13万元,如建100吨规模装置可实现销售收入1200-1300万元,利税300-500万元;按加水分解法进行计算,原料成本约8万元/吨,生产成本约为11万元/吨,产品售价约20万元/吨,如建100吨规模装置可实现销售收入2000万元,利税900万元。
由于该产品的品种多,生产工艺不同利润差别较大,无法列出详细清单,而加入稳定剂后,产品的附加值会更高。
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纳米级二氧化锆的应用
二氧化锆是一种具有高熔点、高沸点、导热系数小、热膨胀系数大、耐磨性好、抗腐蚀性能优良的无机非金属材料。
其纳米材料因具有比较高的比表面积而有许多重要用途,近几年来已成为科研领域中的一个热点,并被广泛应用于工业生产中。
由它可以制备出多种功能的陶瓷元件,在固体氧化物燃料电池热障涂层材料、催化剂载体润滑油添加剂气敏性耐磨材料等方面都有一定的应用和发展。
结构陶瓷方面,由于纳米二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、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。
钇稳定纳米二氧化锆(优锆纳米材料)粒径小,纯度99.9%,平均粒径20-40纳米,烧出来的陶瓷通透性好,表面光洁度高,适合做牙科陶瓷,刀具陶瓷,结构陶瓷,生物陶瓷。
纳米氧化锆粉体(优锆纳米),具有纳米颗粒尺寸细、粒度分布均匀、无硬团聚和很好的球形度。
生产中做到了精确控制各组分含量,实现不同组分之间粒子的均匀混合,严格控制颗粒尺寸、形态和结构,保证了产品的质量。
利用该产品掺杂不同元素的导电特性,在高性能固体电池中用于电极制造,成为电池专用。
纳米氧化锆粉体(40-50纳米)分散在水相介质中, 形成高度分散化、均匀化和稳定化的纳米氧化锆液(苏州优锆纳米材料)。
纳米氧化锆分散液除具有纳米粉体的特性外,还具有更高的活性、易加入等特性。
纳米氧化锆分散液做到产品中纳米材料以单个纳米粒子状态存在,客户使用能用到真正的纳米材料,用出真正的纳米效果,大大提高产品的性能。
纳米氧化锆分散液因为达到了完全单分散纳米状态,所以和其他材料表面接触后不是普通粉体材料的吸附,而是和化学键结合一体,所以有极高的稳定性,可以极大的提高耐水洗,耐磨、抗菌等性能,极大地发挥纳米材料的作用。