氧化锆复合锆粉培训材料

n ZrO₂四方相与单斜相之间的转变是马氏体 相变，由于四方相转变为单斜相时有3-5% 的体积膨胀和7-8%的切应变，因此，纯 ZrO₂制品往往在生产过程（从高温到室温 的冷却过程）中会发生t--ZrO₂转变为m-ZrO₂的相变，并伴随体积的变化而产生裂 痕，甚至断裂，因此无多大的工程价值。 在ZrO₂中添加Y2O2 、 CaO（氧化钙）、 Al2O3（氧化铝）、CeO2（二氧化铈）等 氧化物作为稳定剂，使之与ZrO₂形成固溶 体或复合体，改变晶体内部结构，可形成 亚稳的四方相或立方相，起到稳定的作用。
n 随着科学技术、材料工业和信息产业的迅速发展， 特种陶瓷材料以金属和其他材料不可比拟的耐高 温、耐腐蚀、耐磨性能和独特的电性能而被广泛 应用于电子、通讯、航空航天、国防、能源、生 物、化工、医学等领域，是工业技术特别是尖端 技术中不可缺少的关键材料，代表着现代材料发 展的主要方向，因此受到世界各国的重视，竞相 花巨资进行研发。
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n 1.5 产品市场销售预测
n 高纯超细钇稳定复合氧化锆粉体是氧化锆特种陶瓷不可替 代的一种主要原材料。根据国家发展和改革委员会高技术 产业司和中国材料研究学会编写的《中国新材料产业发展 报告》（2011年）《结构陶瓷》一文中所载，在高技术陶 瓷（即特种陶瓷）各种原材料中，氧化锆所占份额为6-8%。 以此为参照及从当前市场价格情况来看（产品平均单价为 12万元/吨左右），按2015年特种陶瓷需求450亿元计，到 2015年国内复合氧化锆的理论需求高达22500吨（按最低 值计）。2010年国内复合氧化锆需求量大约在16000吨左 右，而目前国内复合氧化锆年产量仅约7000吨左右，且因 质量指标与进口产品差距较大而只能应用于相对低端的工 业领域。由此可见，该行业市场存在较大供给缺口，且这 一情形还将随特种陶瓷行业的快速发展而不断扩大，因此， 高纯超细钇稳定复合氧化锆粉体的行业市场潜力极大，且 将保持着较高的年增长率。
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n 2.1 高纯超细氧化锆（ZrO₂） n 为更好地发挥氧化锆（ZrO₂）原来所具有
的功能，通过精制提高其纯度，把影响其 功能或对使用条件起副作用的离子除去是 必要的，这对传感元件的精确度和可靠性 将起决定作用。因此，高纯超细氧化锆 （ZrO₂）的研究与开发成为国内外的热门 课题，也是我国“九五”、“十五”、 “十一五”规划重点开发的项目之一。
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n 除了在上述领域之外，氧化锆陶瓷在其 他领域也得到了越来越广泛的应用。 氧化锆陶瓷制作的日用产品具有环保、 不生锈、美观、耐用的特点，目前已经大 量使用，如“永不磨损”雷达表的表壳、 “吉列”刀片等；还有，目前在欧美已兴 起“绿色厨房革命”浪潮，厨房使用的金 属刀具将逐步被氧化锆陶瓷刀具取代；另 外，氧化锆材料制作的推剪刀片也在畜牧 业中广泛使用。
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n 我国特种陶瓷的研究起步较早，是20世纪 50-70年代为研发“两弹一星”而起步的， 主要是为核试验和航空航天配套开发耐高 温、耐烧蚀的特种陶瓷材料。目前我国已 形成了比较完整的特种陶瓷研发体系，部 分理论已居世界领先地位，应用重点也转 移到民用。近年来，我国已将特种陶瓷作 为发展高技术产业的一个重点，在应用基 础及产业化方面加大投入。
煅烧粉
造粒粉
超细气流粉
钢模压制 湿式等静压
柱型磨介 结构件
结构件
干式等静压
球磨磨介
烧结
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煅烧炉
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n 煅烧炉
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煅烧炉
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控制柜
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氧化锆粉
单斜粉 四方相气流粉 四方相造粒粉 立方相气流粉 立方相造粒粉 增韧氧化铝粉
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市场需求
n 1 市场需求分析 n 1.1 产品定义 n 氧化锆（ZrO₂）为白色无定型重质粉末，
其晶体有多种变体，白色粉末为单斜晶系， 无臭无味，氧化锆（ZrO₂）是多晶型氧化 物，有三种同素异形结构，即单斜结构（m 相）、四方结构（t相）、立方结构（c相）。
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世界主要国家和地区特种陶瓷销售额见表4-1
世界主要国家和地区特种陶瓷销售额
表4-1
金额单位：万美元
资料来源：美国Business Communications Co. Inc.
年份 国家
美国
2000年
87
2005年
134
2010年
206
日本 197
251
320
欧洲 18
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n 在冶金领域，高温设备的炉膛、炉管、炉 衬等必须采用氧化锆陶瓷材料制作。 在能源材料方面，氧化锆材料制作的固 体燃料电池，具有体积小、能源转化高的 特点，有大量替代传统燃料电池的趋势。 在生物材料方面，由于氧化锆材料制作 的人工关节、牙齿、骨修复材料等生物医 学材料与人体具有较好的生物相容性，在 临床上也大量使用。我国人口众多，对陶 瓷生物医学材料有着巨大的需求。
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3 生产技术方案
n 3.1 生产工艺流程（另附图）
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氯氧化锆
Zr0cl2.8H20 2万左右/吨
氧化钇
Y203 30万左右/吨
氨水 NH3.H20
湿法反应 压滤 烘干
洗涤
氢氧化锆 Zr(0H)4.nH20
煅烧
煅烧四方粉 Zr02
氧化锆复合锆粉培训材料球磨、 Nhomakorabea粒29
47
合计 302
414
573
年增长率 （%）
9
5
10
8
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n 中国特种陶瓷市场需求巨大，发展迅速， 市场前景广阔，已经迎来发展的黄金期。 2010年我国特种陶瓷产品销售额295亿元， 生产规模相当于日本的1/7，美国的1/5，与 欧洲相当。据中国科学院预测，到“十二 五”末期，我国特种陶瓷产品销售额将达 到450亿元。
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n 1.4 特种陶瓷市场需求情况 据权威机构研究，亚洲主宰世界特种陶
瓷市场，日本明显领先，美国、欧洲分属 第二、第三位，中国发展很快。世界特种 陶瓷市场的实际增长分布很不均匀，2000 年日本占世界特种陶瓷市场的63%，2010年 占56%。美国是世界特种陶瓷第二大生产国， 进入21世纪以来，美国特种陶瓷市场呈现 持续增长，2000年87亿美元，2010年175亿 元，年均增长率为9%。2010年占世界特种 陶瓷市场的36%，仅次于日本。
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n 1.2 产品用途及研究应用情况 高纯超细钇稳定复合氧化锆粉体是制作氧化锆
特种陶瓷、高级耐火材料、光通讯器件、新能源 材料的基础原料，随着科学技术、材料工业和信 息产业的迅速发展，特种陶瓷以金属和其他材料 不可比拟的耐高温、耐腐蚀、耐磨性能和独特的 电性能而被广泛应用于航天军工、机械工程、通 讯、电子、汽车、冶金、能源、生物等领域，是 工业技术特别是尖端技术中不可缺少的关键材料， 代表着现代材料发展的主要方向。作为氧化锆陶 瓷的主要原材料，高纯超细复合氧化锆粉的应用 亦随着应用范围的不断扩大而扩大。
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n 3.2 生产工艺说明 n 一种复合氧化锆粉体的制备方法，其特征
是依次有原料预处理、通过中和共沉淀生 成氢氧化锆，共沉淀过程PH值保持在9.0～ 9.3、经过洗涤与压滤洗出产品中的杂质、 一次稳定化、粉磨均衡化、二次稳定化和 粉碎工序。
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n 1、原料预处理工序： n 按照设定的重量比将氯氧化锆、稳定剂氧
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n 2.2 复合纳米氧化锆（ZrO₂）粉体的开发 n 随着功能陶瓷和结构陶瓷等新材料工业的
发展，对复合型超细及纳米级氧化锆 （ZrO₂）的需求量将迅速增加，日本和美 国等发达国家已进入产业化阶段。
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n 目前人们较熟悉的有ZrO₂-Y2O3、ZrO₂-CaO、ZrO₂-MgO 等被称之为稳定（FSZ）或半稳定（PSZ）ZrO₂，以及复 合超微粉体的制备。例如由（PZT）微粉、纤维与聚合物 复合而成的0-3型和1-3型材料，可使水声探测器和医学超 声探测器的灵敏度提高几个数量级。在Y2O3稳定的ZrO₂ 微粉中加入20%Al2O3，制成的陶瓷材料的超塑性达 200%～500%。可以预见，由于物质的超微化，其表面电 子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的 表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应， 使超微粉与常规颗粒材料相比具有一系列优异的电、磁、 光、力学和化学等宏观特性，从而使其作为新型材料在电 子、航天、航空、冶金、化工、生物和医学等领域展现出 广阔的应用前景。
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n 但与日、美等国相比，目前我国在特种陶瓷的应用开发、 生产水平和产业化等方面仍有明显差距，影响我国特种陶 瓷发展的最主要因素之一便是特种陶瓷粉体（原材料）的 生产加工落后，体现在专用粉体生产缺乏，产量低，质量 稳定性差，从而影响产品质量的稳定性和可靠性，因而目 前许多生产线所需原材料必须从国外进口，可以说这是我 国特种陶瓷发展的一个“瓶颈”，致使我国特种陶瓷、电 子和新材料工业的发展受制于外国，更有可能危及我国的 经济乃至国防安全。以光纤连接器为例，近年来，富士康、 潮州三环等从国外引进了二十条成套设备生产光纤连接器 套管和插芯，仅是生产光线连接器领域2011年消耗的复合 氧化锆高达600多吨，基本依赖进口。因此，我国“八 五”、“九五”、“十五”、“十一五”、“十二五”计 划和国家863计划一直支持氧化锆超细粉体的研究开发。
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n 1.3 特种陶瓷发展状况 n 特种陶瓷一般分为结构陶瓷和功能陶瓷，
有的还分为陶瓷涂层及陶瓷复合材料等。 结构陶瓷主要是利用其耐高温、高强度、 耐磨的性能，应用于热机部件、耐磨部件， 例如刀具、轴承、密封环、阀门等，热交 换器、防弹材料及生物陶瓷等。
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n 功能陶瓷主要是利用其电、磁、声、光、热学等 功能特性， 应用于绝缘子，集成电路的基片，电 容器，压电和铁电及敏感元件等。
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n 在电子领域，集成电路基板、电容、电阻 等主要电子元器件中，氧化锆陶瓷也被广 泛使用。
n 在汽车行业，由于尾气排放要求的提高， 目前几乎所有的汽车都要求安装氧传感器， 以节约燃料和控制汽车尾气污染。汽车用 氧传感器 90%以上为复合氧化锆制作；另 外，汽车零部件中的火花塞、气门、触媒 等部分使用氧化锆制作。
化钇、铝剂和纯水投入搅拌器中，加热至 温度为50～80℃，搅拌至完全溶解成均匀 的混合液，然后真空过滤，再将滤液泵送 至计量槽中备用。此外，将液氨配制成设 定浓度（7.8-8.0%）的稀氨水，备用。
氧化锆复合锆粉培训材 料
2020/11/22
氧化锆复合锆粉培训材料
培训纪律
1、手机调成震动或者关机状态。 2、不能大声喧哗、交头接耳。 3、上课集中精神，坐姿正确，不能做与培训
无关的事件。 4、培训是公司送给每个员工最好的礼物，所
以希望大家认真听讲。
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主要内容
n 1市场需求 n 2发展趋势分析 n 3 生产技术方案 n 4国内粉体知名制造厂家介绍
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n 2 发展趋势分析 n 随着电子和新材料工业的发展，氧化锆
（ZrO₂）作为电子陶瓷、功能陶瓷、结构 陶瓷和人造宝石的主要原料，在高技术领 域的应用日益扩大。随着电子工业的发展， 对电子器件提出了微细化、高精度和高可 靠性要求。为满足这些要求，首先制作这 些元器件的原材料必须具备纯度高、颗粒 微细的条件。为此，高纯超细钇稳定复合 氧化锆粉体的研制成为各国研究和开发的 重点。
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n 在航天军工领域，由于复合氧化锆具有极高的熔 点、极好的耐磨性能，是航天飞机外壳的隔热瓦、 火箭及导弹雷达保护罩、坦克装甲等的主要原材 料。 在机械工程领域，传统的金属材料有不耐高温、 不耐磨损、易生锈的缺点，已经大量被现代氧化 锆陶瓷取代，比如阀门、切削工具、缸套、磨介、 搅拌棒、轴承等。 在通讯领域，由于氧化锆陶瓷的特殊光性能和 电性能，在一些新兴的行业也逐渐成为主角，如 光通讯中重要的元件光纤连接器，原来使用的金 属和塑料，光损耗大，使用寿命短，现在已基本 被氧化锆陶瓷所取代。