氧化锆粉体制备及其应用
【精品文章】纳米氧化锆粉体制备技术及应用
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。
氧化锆粉体的几种制备方法
氧化锆粉体的⼏种制备⽅法
1.共沉淀法
共沉淀法因其操作简单、反应过程易控制、成本低等原因⽽成为⽬前制备纳⽶氧化锆最常⽤的⽅法。
该⽅法的具体过程是：添加部分稳定剂（如Y(NO3)3）和分散剂（如PEG2000等），将可溶性的锆盐（ZrOCl2?8H2O、ZrCl4或Zr(NO3)4等）制成盐溶液，往该盐溶液中逐渐添加沉淀剂（如NH3?H2O、NaOH、H2NCONH2），并合理地控制pH值，经反应沉淀析出氢氧化锆凝胶和氢氧化钇凝胶，然后再经过陈化、过滤、⽔洗、醇洗、⼲燥、煅烧等过程，从⽽制得氧化锆粉体。
2.⽔热法
⽔热法的具体过程是：将可溶性的锆盐（如ZrOCl2?8H2O、ZrCl4等）和氨⽔混合，控制溶液pH值，经反应获得氢氧化锆凝胶，再经过滤、洗涤、⼲燥，制得⽔热前躯体，将蒸馏⽔和⽔热前躯体混合，控制⽔热条件获得⽔热产物，再经过滤、洗涤、⼲燥获得ZrO2粉体。
3.微乳液法
微乳液法的具体过程是：将ZrOCl2?8H2O和Y(NO3)3的⽔溶液与氨⽔分别和⼗六烷基三甲基溴化铵和正⼄醇的混合物混合，形成反胶团溶液，再将该反胶团溶液混合，再经搅拌、反应沉淀、过滤、洗涤、⼲燥、焙烧制得氧化锆粉体。
4.电熔法
电熔法制备氧化锆粉体,因其⼯艺简单、污染⼩、成本低等特点⽽成为⽬前制备氧化锆的⼀种有效的⽅法。
⽬前电熔法制备氧化锆的主要过程是：将含锆矿⽯（如锆英⽯砂等）、碳素含有物（如⽯墨、焦炭等）、稳定剂（氧化钇、氧化钙等）、澄清剂（铁、氧化铝等）等混合均匀，然后进⾏电炉熔炼，在电弧炉的⾼温下熔融成液相，将熔融液冷却、后期粉碎加⼯处理，获得氧化锆粉体。
5.其他
还有⼀些其他的⽅法也⽤于氧化锆粉体的制备。
如溶胶-凝胶法等。
氧化锆陶瓷应用及制备技术
沉淀剂 ↓
100-120℃ பைடு நூலகம்00-900℃
锆盐溶液→中和沉淀→过滤→洗涤→干燥→煅烧→ZrO2粉体
图3.1 中和沉淀法工艺流程图
• 此法由于设备工艺简单，生产成本低廉， 且易于获得纯度较高的纳米级超细粉体， 因而被广泛采用。目前国内大部分氧化锆 生产企业，如九江泛美亚、深圳南玻、上 海友特、广东宇田等，采用的都是这种方 法。但是共沉淀法的主要缺点是没有解决 超细粉体的硬团聚问题，粉体的分散性差， 烧结活性低。
• 化学共沉淀法和以共沉淀为基础的沉淀乳 化法、微乳液沉淀反应法的主要工艺路线 是：以适当的碱液如氢氧化钠、氢氧化钾、 氨水、尿素等作沉淀剂(控制pH≈8~9)，从 ZrOCl2· 8H2O或Zr(NO3)4、Y(NO3)3（作 为稳定剂）等盐溶液中沉淀析出含水氧化 锆Zr(OH)4 (氢氧化锆凝胶)和Y(OH)3 (氢氧 化钇凝胶)，再经过过滤、洗涤、干燥、煅 烧(600~900℃)等工序制得钇稳定的氧化锆 粉体。工艺流程图如图3.1所示：
• （3）在煅烧之前进行粉碎，为了减少工序，可以 在干燥的同时进行粉碎或者在煅烧过程中进行粉 碎，通过这样的方法防止团聚。 • （4）由于煅烧升温过程当完成了从非晶态转变为 晶态的成核过程以后便开始了晶粒长大阶段,并且 晶粒中成晶结构单元的扩散速度随温度升高而增 大,相互靠近的颗粒容易形成团聚。 所以可以适当 降低煅烧温度，同时可以吹入保护性气体使颗粒 形成粉尘以减少颗粒形成团聚。
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氧化锆陶瓷制备及其应用
1.氧化锆的应用
ZrO2主要用途
• 1. ZrO2结构陶瓷
• 由于TZP陶瓷具有高韧性、抗弯强度和耐磨性，优异的隔热性能， 热膨胀系数接近于金属等优点。因此TZP陶瓷被广泛应用于结构陶瓷 领域。 • 1.1 Y-TZP磨球 • 与传统的磨球相比，Y-TZP陶瓷磨球（图1.1）具有高密度、高硬度、 高韧性等特点，使其具有传统磨球所无法比拟的研磨效率。高耐磨损 的Y-TZP陶瓷磨球（图1.2）可以防止物料污染，防止因化学腐蚀而影 响磨机使用寿命。在电子陶瓷原料研磨低污染的要求下，目前会导致 铁金属污染的钢珠研磨已不适合，而粉体由机械研磨所造成的污染 90%来自研磨球，5%来自研磨转子，另外5%来自研磨桶璧内衬，因 此磨球的耐磨性便显的十分重要。另外TZP陶瓷磨球还具有使用寿命 长、综合成本低等优点，因此特别适用于重要场合的物料研磨。
氧化锆粉体制备加胶的作用
氧化锆粉体制备加胶的作用
在氧化锆粉体的制备过程中，加入胶体的作用主要有以下几个方面：
1.提高分散性：胶体通常具有良好的分散性，可以有效地防止氧化锆颗粒的团聚，使
其在水中或其他介质中更加均匀地分散。
2.增强稳定性：胶体中的高分子物质可以通过吸附、桥联等作用，在氧化锆颗粒之间
形成稳定的连接，从而增强体系的稳定性。
3.改善加工性能：加入胶体后，氧化锆粉体的流动性和可塑性可以得到改善，有利于
后续的成型和加工操作。
4.引入新功能：某些特定的胶体还可以为氧化锆粉体引入新的功能，如导电性、磁性
等，从而扩展其应用领域。
总的来说，加入胶体是氧化锆粉体制备过程中的一种重要手段，可以有效地改善其性能和应用效果。
请注意，具体使用哪种胶体以及加入量的多少，需要根据具体的制备工艺和应用需求来确定。
同时，在制备过程中还需要注意控制其他因素，如温度、pH值等，以确保最终得到的氧化锆粉体具有理想的性能。
纳米氧化锆复合陶瓷粉体的制备和应用
本文通过利用此制备方法的优势，用于纳米氧化锆复合陶瓷粉体制备中，通过实验证实此制备技术的可行性，并在优化试验参数后成功得到优异性能的纳米复合陶瓷。
本次为了制备纳米氧化锆复合陶瓷粉体，所用试验试剂包括氧氯化锆、硫酸锆、硝酸氧锆、丙烯酰胺、过硫酸铵、亚甲基双丙烯酰胺、硝酸钇、去离子水等[1]；所用仪器设备包括磁力搅拌器、高温管式炉、玛瑙研钵、精密电子天平、X 射线衍射仪、热重/差热同步分析仪、傅里叶红外光谱仪、显微硬度计等。
在参考以往研究聚丙烯酰胺凝胶法制备超导粉体YBa 2Cu 3O 7-x 方法，用于本次氧化锆纳米粉体的制备过程，具体步骤如下：第一步，使用电子天平称取定量的氧氯化锆、硝酸氧锆、硫酸锆无机锆盐粉末，并溶入去离子水内，配制一定浓度无机锆盐溶液；第二步，使用电子天平称取一定量丙烯酰胺粉末、亚甲基双丙烯酰胺粉末，搅拌均匀至澄清待用；第三步，将溶液加热至50℃时，加入适量过硫酸铵与四甲基乙二胺，继续升温所获溶液至60℃维持1h，充分反应直至生成透明凝胶状反应物[2]；第四步，将反应物转移至恒温干燥箱内，100℃干燥24h，即可获得干凝胶；第五步，研磨获得的干凝胶置于高温管式炉内，设定升温速度为5℃/min 直至既定温度后保持4h 恒温，然后降温至室温；第六步，研磨粉体，获取不同煅烧温度条件下的纳米陶瓷粉体。
选取聚乙烯醇用于本实验的粘结剂，配置3wt%的聚乙烯醇溶液，并在氧化锆粉体内缓慢加入溶液，使用机械搅拌直至粉体充分分散于溶剂中，对混合物使用研钵研磨后，装入不锈钢模具内干压成型处理，设定20Mpa 压力，3min 保压时长，成功制备为13mm 的2mm 厚度标准试样，之后放置80℃的恒温干燥箱内，维持4h 恒温充分干燥，获得了氧化锆陶瓷素坯。
将所获初步试样放置3℃/min 升温速度的高温管式炉内，直至温度升高至800℃维持半小时恒温，除尽聚乙烯醇之后，按照5℃/min 升温速度，设定升温条件分别达到1250℃、1350℃、1450℃、1550℃，进行2h 的无压烧结，直至最后炉温降至室温，即可获得氧化锆陶瓷。
氧化锆粉体生产工艺
氧化锆粉体生产工艺氧化锆（ZrO2）是一种重要的陶瓷材料，具有广泛的应用领域，如电子、光学、医疗和陶瓷制品等。
氧化锆粉体作为制备这些应用材料的基础原料，其生产工艺对最终产品的质量和性能具有重要影响。
本文将介绍氧化锆粉体的生产工艺，包括原料制备、烧结工艺、筛分工艺和粉体表面处理等。
一、原料制备氧化锆粉体的制备首先需要合适的原料，一般选用氧化锆矿石作为主要原料。
原料的选择要考虑矿石的纯度、颗粒大小和化学成分等因素。
矿石经过破碎、磨矿等工艺处理，得到符合要求的矿石颗粒。
二、烧结工艺1. 矿石预处理：将原料矿石送入预处理设备中进行干燥和除杂处理，以提高矿石的可烧结性。
2. 烧结：将经过预处理的矿石放入烧结炉中，通过高温和压力作用下，使矿石颗粒发生烧结反应，形成粉体颗粒。
烧结温度一般为1500℃-1700℃。
三、筛分工艺烧结后得到的粉体颗粒粒径较大，需要经过筛分工艺进行分级处理，以得到所需颗粒大小范围的氧化锆粉体。
筛分过程中，可以通过调整筛网孔径和振动频率等参数，控制粉体颗粒的粒径分布。
四、粉体表面处理为了提高氧化锆粉体的分散性和流动性，需要对其进行表面处理。
常用的表面处理方法包括干法处理和湿法处理。
干法处理包括干法粉体改性和干法润湿剂处理，通过表面吸附或表面反应的方式改善粉体的性能。
湿法处理则是在粉体表面添加润湿剂，提高粉体与溶剂之间的相容性。
氧化锆粉体的生产工艺包括原料制备、烧结工艺、筛分工艺和粉体表面处理等环节。
逐步完成这些工艺可以获得具有所需颗粒大小和性能的氧化锆粉体。
这些粉体可作为制备陶瓷、电子器件和医疗器械等材料的基础原料，广泛应用于众多领域。
通过不断优化工艺参数和技术手段，可以提高氧化锆粉体的质量和性能，满足不同应用领域的需求。
机加工工艺文件和作业指导书的案例在机械制造过程中，机加工工艺文件和作业指导书是非常重要的文件，它们为企业的生产操作提供了具体指导，确保产品能够按照规定的标准和质量要求进行加工。
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。
氧化锆在陶瓷工业中的应用
氧化锆在陶瓷工业中的应用氧化锆（Zirconia）是一种常见的陶瓷材料，因其在高温下的化学稳定性和机械强度而被广泛应用于陶瓷行业。
尤其在高端制品中，氧化锆的应用更加普遍。
本文将围绕氧化锆在陶瓷工业中的应用展开探讨。
一、氧化锆的制备方法氧化锆可以通过多种方法制备，其中最常见的方法是固态反应和溶胶-凝胶法。
固态反应法是利用金属氧化物在一定条件下作用产生氧化锆，而溶胶-凝胶法是通过溶胶制备出氧化锆沉积物，再通过凝胶化处理得到氧化锆。
这两种方法经过多年的调试和改进，已经可以制备出具有优异性能的纯氧化锆材料。
二、氧化锆的性能特点1. 优异的化学稳定性氧化锆的化学稳定性非常高，具有极强的耐腐蚀性，可耐受多种强酸、强碱等化学溶液的腐蚀。
这使得氧化锆成为了很多高腐蚀性环境下的理想材料。
2. 高温下的机械强度氧化锆的机械强度在高温下比较稳定，不容易出现材料的劣化和破损。
这使得氧化锆广泛应用于高温的机械部件和耐磨材料。
3. 超级硬度氧化锆具有超强的硬度，其硬度仅次于金刚石和碳化硅。
这种高硬度使得氧化锆对于切削和磨削等工艺有着独特的应用，例如在陶瓷刀具、磨料等领域。
三、氧化锆在陶瓷工业中的应用1. 陶瓷刀具由于氧化锆具有超高的硬度和良好的耐磨性，使得氧化锆陶瓷成为了制作高品质陶瓷刀具的理想材料。
氧化锆刀具比传统的金属刀具更加耐用，切削效率也更高，因此在传统的菜刀、水果刀等日常生活用品中也越来越多地应用了氧化锆陶瓷刀具。
2. 球磨体氧化锆陶瓷也被广泛应用于磨料领域中的制体。
球磨体是用于研磨、粉碎等工艺中的重要材料，其磨削效果决定了工艺品的精度和成品率。
氧化锆陶瓷的超强硬度、细致的微观结构和均匀的化学成分成为了制体领域中一个非常受欢迎的材料。
3. 陶瓷氧燃烧器氧化锆陶瓷在能源领域中也有一席之地，其中最常见的是陶瓷氧燃烧器。
由于其高温下的化学稳定性和耐火性能，使得氧化锆陶瓷非常适合制造氧燃烧器。
氧化锆陶瓷可以在高温下稳定地传递氧气，从而促进化学反应并增加燃烧效率。
氧化锆陶瓷的制备与应用
氧化锆陶瓷的制备与应用
1 ZrO2陶瓷的制备
氧化锆陶瓷是一种由氧化锆（ZrO2）为主要组分及其他微量陶瓷
原料经物理学及化学处理生产而成的新型复合功能材料，它有着优异
的性能：高强度高硬度、很低的温度漂移特性、抗腐蚀、导热性及电
绝缘性好等特点。
因此，氧化锆陶瓷在很多应用领域有着广泛的应用。
氧化锆陶瓷的制备是采用研磨、成型、烧结等步骤完成的。
研磨
是把采用粉末冶金或其他原料经过混合、研磨而形成质量稳定，微粒
度均匀的颗粒均匀分散的粉末；成型就是把粉末利用压力而使之成型；烧结就是把成型后的氧化锆陶瓷强制在高温均匀环境中进行烧结，从
而使材料的物理和机械性能达到较高的水平。
2 ZrO2陶瓷的应用
氧化锆陶瓷采用其各种物理性质的优异性，可以在医疗、军事、
航空航天、船舶制造、原子能行业等领域得到广泛的应用。
首先，氧化锆陶瓷结构紧密，抗高温性强，再加上其耐腐蚀性能，使它很适合用于制造军事设备；其次，它具有高热传导性能，因此它
可以用于火箭发动机部件制造；另外，氧化锆陶瓷具有非常高的抗环
境腐蚀性，也可以用于制造舰船制造；此外，它还可以用于制造发动
机腔内密封部件，以及医疗、电子等领域。
3 总结
氧化锆陶瓷具有高强度、很低的温度漂移特性、抗腐蚀、导热性及电绝缘性好等特点，其性能优异的特点，使它在很多应用领域得到广泛应用，典型的应用领域有：军事、航空航天、船舶制造、原子能行业等。
它的未来前景非常广阔和光明。
氧化锆超细粉体的制备方法
氧化锆超细粉体的制备方法
氧化锆超细粉体的制备方法可以有以下几种：
1. 氢氧化锆热分解法：将氢氧化锆在高温条件下进行热分解，生成氧化锆超细粉体。
该方法可以通过调控热处理的温度、时间和气氛来控制粉体的粒径和形貌。
2. 氧化锆溶胶凝胶法：将氧化锆前驱物（如氯化锆、硝酸锆等）溶解在适量的溶剂中，并加入适当的表面活性剂和稳定剂，通过控制pH值、温度和反应时间，使溶液形成稳定的胶体溶胶。
接着将胶体溶胶进行热处理，去除溶剂，得到氧化锆超细粉体。
3. 水热法：将氧化锆前驱物溶解在水或有机溶剂中，加入适当的表面活性剂和稳定剂，并在高温高压条件下进行水热反应。
通过控制反应温度、时间和溶液成分，可以制备出具有较小粒径和均匀分布的氧化锆超细粉体。
4. 气相沉积法：将氧化锆前驱物溶解在适量的溶剂中，并通过气相沉积技术，在高温下将气相中的氧化锆蒸汽转变为固相，从而得到氧化锆超细粉体。
这种方法可以获得较小的粒径和较高的纯度。
总之，制备氧化锆超细粉体的方法有很多种，具体选择哪种方法需要根据实际需求和条件来决定。
氯碱行业中二氧化锆粉体的生产与应用研究
氯碱行业中二氧化锆粉体的生产与应用研究氯碱行业是指以氯气（Cl2）、氢气（H2）和盐酸（HCl）为原料生产氢氧化钠（NaOH）、盐酸和次氯酸钠（NaClO）为主要产品的化工行业。
而在氯碱行业中，二氧化锆粉体作为一种重要的催化剂和添加剂，具有广泛的应用前景。
一、二氧化锆粉体的生产过程1. 原料准备：二氧化锆粉体的主要原料是氯化锆（ZrCl4），其通常是从天然矿石或废旧电子器件中提取得到的。
2. 制备二氧化锆前体：将氯化锆溶解于盐酸中，得到氯化锆溶液。
然后通过加入氢氧化钠沉淀出锆的氢氧化物（Zr(OH)4）。
此步骤的主要目的是将氯原子替换为氢氧化物原子，为后续制备二氧化锆打下基础。
3. 制备二氧化锆：将氢氧化锆在高温条件下煅烧，使其分解为二氧化锆。
煅烧温度一般在500-1000℃之间，煅烧时间根据需要进行调整。
4. 粉体处理：将制得的二氧化锆经过粉碎、筛分等处理，得到所需粒度和颗粒形状的二氧化锆粉体。
二、二氧化锆粉体的应用研究1. 催化剂：二氧化锆粉体具有良好的热稳定性和化学稳定性，能够在高温和酸碱等恶劣环境中保持其催化活性。
因此，在石化和化工工业中，二氧化锆粉体常被用作催化剂，用于催化剂载体、催化剂成分和催化剂表面调节剂等方面。
例如，二氧化锆催化剂可以用于液相催化裂化、催化剂脱硫和脱硝等反应中，有效提高反应效率和产品质量。
2. 陶瓷材料：由于二氧化锆具有较高的熔点、优异的耐热性和机械强度，二氧化锆粉体常被用于陶瓷材料的制备中。
例如，将二氧化锆粉体与氧化铝粉体混合烧结，可以制备出高硬度和耐磨损的陶瓷材料，常被用于制作磨料、切割工具和高温零件等。
3. 医疗材料：二氧化锆粉体具有生物相容性良好的特性，因此在医疗器械领域有广泛的应用。
例如，将二氧化锆粉体制成氧化锆陶瓷球体，在人工骨关节植入中可以用作人工髋关节、人工膝关节等关节修复材料，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
4. 电子材料：二氧化锆粉体具有高绝缘性和较低的介电常数，因此在电子领域有一定的应用。
纳米氧化锆粉体的制备与表征
纳米氧化锆粉体的制备与表征共沉淀法共沉淀法是在水溶性锆盐与稳定剂的混合水溶液中加入氨水等溶液，反应后生成不溶于水的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、醋酸盐等，再经加热分解得到高纯度纳米超细粉。
张渊明等⋯以ZrOC1 ·8H 0为原料，加入Y 0 为稳定剂，搅拌时向混合液中滴加氨水生成沉淀，经分离、水洗和喷雾干燥后制得的纳米z ，晶粒大小为20 nm左右，比表面积可达79．5 n{／g。
反应器对纳米材料的合成及最终产品的性能有影响。
由于物料在不同形式的反应器中具有不同的流动和传热传质特征，导致反应器中浓度、温度及停留时间分布不同，从而影响着物料间的反应与晶体成核和生长过程的相对速度，进而影响着最终产物的粒度和粒度分布。
钱刚等‘采用共沉淀法，将Kenics型静态混合器应用于ZrO 纳米粉体的制备，研究了物流在其中的流动状态，并研究了静态混合器单元数、反应物浓度和流量等因素对粉末性能的影响。
结果表明，静态混合器可消除反应器内物料在径向的浓度和温度等差别，物料在其中的流动状态近似于活塞流；反应物浓度越大，粉末的一次粒径越小，但团聚粒径变大，而增大反应物流量则有利于生成粒径较小的粒子。
共沉淀法工艺简单，所得纳米粉体性能较好，但在洗涤后的沉淀物中，有少量初始溶液中的阴离子及沉淀剂中的阳离子残留物，对纳米粉体的烧结性能产生不良影响。
李燕等以共沉淀法制得纳米ZrO 超细粉，用硬脂酸对其表面进行改性，发现表面发生了类似于酸和醇生成酯的酯化反应，在粒子表面形成单分子膜，使表面由极性转变为非极性，提高了纳米z 超细粉的分散性。
水解沉淀法利用金属的明矾盐溶液、硫酸盐溶液、氯化物溶液、硝酸盐溶液等在高温下经过较长时间的水解可以形成氧化物超微粉。
例如，加热ZrCIO 溶液使其沸腾，水解生成的HC1不断蒸发除去，使水解反应平衡不断向生成产物的方向移动，经过几天时间可以合成单分散态Zd3 超微粉。
其反应式如下：ZrOC12+(3+n)H20一zr(OH)4nH20+2HC1此法操作简单，但能耗较大，反应缓慢且不经济。
氧化锆 陶瓷 工艺
氧化锆陶瓷工艺以氧化锆陶瓷工艺为标题，我们将介绍氧化锆陶瓷的制备工艺、特点以及在各个领域的应用。
一、氧化锆陶瓷的制备工艺氧化锆陶瓷是由氧化锆粉末制成的一种陶瓷材料。
制备氧化锆陶瓷的工艺一般包括以下几个步骤：1. 原料准备：选择高纯度的氧化锆粉末作为原料，并按照一定的比例进行混合。
原料的纯度对最终产品的性能有很大影响。
2. 成型：将混合好的氧化锆粉末通过压制、注塑等方式进行成型。
常用的成型方法有干压成型、注塑成型等。
3. 成型件处理：成型后的陶瓷坯体需要进行处理，一般包括烘干、脱模等工艺步骤。
这些步骤可以使陶瓷坯体具有一定的强度和稳定性。
4. 烧结：将处理好的陶瓷坯体放入烧结炉中进行高温烧结。
烧结温度一般在1500℃以上，烧结时间根据陶瓷的要求而定。
烧结后的陶瓷坯体会发生晶格结构的重排和颗粒间的相互结合，从而形成致密的陶瓷材料。
5. 后处理：烧结后的陶瓷坯体还需要进行表面抛光、加工等后处理工艺，使得最终的氧化锆陶瓷具有更好的表面光洁度和精度。
二、氧化锆陶瓷的特点氧化锆陶瓷具有许多优良的特点，使其在各个领域得到广泛应用：1. 高硬度：氧化锆陶瓷具有很高的硬度，接近于莫氏硬度9，比大多数金属和非金属材料更为坚硬。
这使得氧化锆陶瓷在耐磨、耐腐蚀等方面有着优异的性能。
2. 优良的耐热性：氧化锆陶瓷具有较高的熔点和较低的热导率，能够在高温环境下保持稳定的性能。
这使得氧化锆陶瓷在高温工艺、高温装备等领域有着广泛的应用。
3. 优异的绝缘性能：氧化锆陶瓷具有良好的绝缘性能，能够在高电压、高电流等极端条件下保持稳定的绝缘性能。
这使得氧化锆陶瓷在电子器件、绝缘体等领域有着重要的应用价值。
4. 生物相容性好：氧化锆陶瓷具有良好的生物相容性和生物惰性，不易引起过敏反应和组织排斥，因此被广泛应用于人体骨骼修复和人工关节等医疗领域。
三、氧化锆陶瓷的应用氧化锆陶瓷由于其独特的性能，在各个领域都有着广泛的应用：1. 机械工程领域：氧化锆陶瓷由于其高硬度和耐磨性，被广泛应用于机械密封件、轴承、气动阀门等领域，提高设备的使用寿命和性能。
纳米氧化锆陶瓷的制备
ＯＣＣＵＰＡＴＩＯＮ2012 0942案例C ASES纳米氧化锆陶瓷的制备王利利 郝灵波纳米氧化锆现已广泛用于牙科烤瓷牙、功能陶瓷、高温光学组件等领域。
随着纳米科技的不断发展，纳米氧化锆的研制掀起热潮。
纳米氧化锆陶瓷的研制主要包括纳米粉体的制备、素坯成型、烧结等几个方面。
一、纳米氧化锆陶瓷粉体制备采用化学共沉淀法，在超声波作用下制备纳米ZrO 2粉体，用氧化钇作为稳定剂。
用化学共沉淀法制备粉体，任何时候都有可能产生团聚，甚至产生硬团聚，将对烧结后陶瓷的力学性能有严重影响。
无水乙醇做反应溶剂，在超声波作用下，避免了硬团聚的形成，从而制备出粒径小、没有硬团聚的纳米粉体。
1.实验原材料和设备（1）原材料：分析纯氧氯化锆（ZrOCl 2•8H 2O）、三氧化二钇（Y 2O 3）、浓硝酸（HNO 3）、浓氨水（NH 3•H 2O）、无水乙醇（CH 3CH 2OH）、甲苯（C 6H 5OH 3）。
（2）设备及仪器：79-I型磁力加热搅拌器、SX2-4-10型马弗炉、702-3型电热干燥箱、液压机、高温烧结炉、分液漏斗、烧杯、抽滤瓶、真空泵。
2.纳米氧化锆粉体制备过程用化学共沉淀法生产纳米氧化锆粉体的工艺流程见图1。
氧氯化锆、硝酸钇溶液滴加氨水和无水乙醇混合液沉淀洗涤干燥煅烧ZrO 2（Y 2O 3）粉体 图1具体实验步骤：（1）首先配制硝酸钇溶液。
在浓硝酸溶液中，加入1.75g 三氧化二钇，用磁力加热搅拌器加热并搅拌，形成Y(NO 3)3溶液并逐渐结晶。
（2）再把ZrOCl 2•8H 2O和Y（NO 3）3结晶按成分配比（ZrOCl 2•8H 2O 79g），一起溶于无水乙醇并加热，配成混合溶液，然后经过过滤去除杂质。
（3）把混合溶液装到分液漏斗中，然后滴入稍过量的浓氨水、无水乙醇溶液中，均匀搅拌，pH值保持在8.5，在50kHz超声波的作用下进行反应，强力搅拌器搅拌直到反应结束。
（4）把所得到的沉淀物进行减压过滤，并用无水乙醇反复洗涤三次，脱水。
纳米氧化锆粉末
纳米氧化锆粉末一、概述纳米氧化锆粉末是一种具有广泛应用前景的新型材料，其具有优异的物理化学性质和广泛的应用领域。
纳米氧化锆粉末主要由氧化锆微粒组成，其平均粒径在1-100纳米之间。
纳米氧化锆粉末具有高比表面积、高活性、高稳定性等特点，是制备高性能催化剂、高强度陶瓷材料、高密度电容器等领域的重要原料。
二、制备方法目前常用的制备纳米氧化锆粉末的方法主要有以下几种：1. 水热法水热法是一种常见的制备纳米氧化锆粉末的方法。
该方法通过控制反应温度、反应时间和反应物浓度等参数，使得产物具有较小的晶体尺寸和较大的比表面积。
水热法制备出来的纳米氧化锆粉末具有较好的分散性和稳定性。
2. 气相沉积法气相沉积法是一种将金属或金属气体转变为固态材料的方法。
该方法通过将氧化锆前驱物蒸发并在惰性气体中沉积，从而制备出纳米氧化锆粉末。
气相沉积法可以制备出较小的晶体尺寸和较高的比表面积，但其制备过程复杂且成本较高。
3. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将溶液中的金属离子转变为固态材料的方法。
该方法通过控制反应条件和添加剂量等参数，使得产物具有较小的晶体尺寸和较大的比表面积。
溶胶-凝胶法制备出来的纳米氧化锆粉末具有良好的分散性和稳定性。
三、物理化学性质1. 晶体结构纳米氧化锆粉末主要由立方相（c-ZrO2）和单斜相（m-ZrO2）组成。
其中，立方相是常见的结构形式，在高温下转变为单斜相。
2. 粒径大小纳米氧化锆粉末平均粒径在1-100纳米之间，其粒径大小对于其物理化学性质和应用性能具有重要影响。
3. 比表面积纳米氧化锆粉末的比表面积较大，通常在50-400平方米/克之间。
其高比表面积使得其在催化剂、吸附剂等领域具有广泛应用前景。
4. 热稳定性纳米氧化锆粉末具有较高的热稳定性，可在高温下保持其结构和性质不变。
这种特性使得其在高温环境下的应用具有广泛前景。
四、应用领域1. 催化剂纳米氧化锆粉末作为一种优异的催化剂，已经广泛应用于各种催化反应中。
氧化锆粉体制备及其应用
氧化锆粉体制备及其应用摘要: 本文重点介绍了氧化锆陶瓷原料制备工艺和性能覆其在蛄构瓷、功能瓷、颜料与宝石、涂层、纤堆和耐火材料等方面的应用。
对如何使氧化铬畸瓷产业化远一问题，提出了自己的见解。
关键词：氧化锆；高性能陶瓷；制备；应用Abstract:This paper focuses on the zirconia ceramic materialpreparation process and performance review of its structure in the mantis porcelain, functional ceramics, pigments and precious stones, coating, fiber and other aspects of heap and refractory applications. Chromium oxide on how to make porcelain produced abnormal Much a problem of industry, put forward their own views.Keywords: zirconia; high-performance ceramics; preparation; application一、引言随着科学技术的发展，人们对材料的需求也在不断地提高。
当今世界新型陶瓷的发展趋向是：原料超细化(含纳米级细度)，发展了材料复台、成型与烧结工艺、制品的后处理(包括制品后加工及其与其他材料联接等)和相应的测试方法。
氧化锆陶瓷也与其他新型陶瓷一样，随着新工艺、新技术的运用，进一步充分发挥了它高熔点、比重大、耐腐蚀、耐磨损、低导热、半导体及相变等特点，世界各国都给予高度重视，在功能和结构等各个领域中，都起着重大作用。
下面就ZrO2陶瓷材料及倒品的有关情材料多功能化、轻质高强化和材料结构梯度化。
氧化锆材料
氧化锆材料
氧化锆材料是一种具有广泛应用前景的重要材料，其在化工、材料科学和生物医学等领域有着重要的应用。
本文将从氧化锆材料的制备方法、特性及应用等方面进行综述。
首先，氧化锆材料的制备方法有多种途径。
常见的制备方法包括溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等。
其中，溶胶-凝胶法
是目前最常用的制备方法之一，它通过溶胶形成结晶胶体，再通过凝胶过程形成固体材料。
水热法则是通过高温高压水体中的化学反应制备氧化锆材料，可以获得高纯度的氧化锆制品。
气相沉积法则是利用气相中的化学反应生成氧化锆材料。
其次，氧化锆材料具有一系列优良特性，使其在众多领域得到广泛应用。
首先，氧化锆具有极高的熔点和热稳定性，能够在高温下保持结构稳定性。
其次，氧化锆具有较高的抗腐蚀性能，可以在酸碱等恶劣环境下工作。
再次，氧化锆具有良好的电子导电性和光学特性，可以用于光电子器件和光学传感器等领域。
此外，氧化锆还具有优秀的机械性能，可以用于制备高硬度的陶瓷材料和涂层。
最后，氧化锆材料在众多领域中有着广泛的应用。
在化工领域，氧化锆材料可以用于制备催化剂、吸附剂等功能材料，具有重要的应用价值。
在材料科学领域，氧化锆材料可以用于制备陶瓷材料、薄膜材料等，具有广阔的发展前景。
在生物医学领域，氧化锆材料可以用于制备骨骼替代材料、人工关节等，具有优异的生物相容性和生物活性。
总之，氧化锆材料是一种具有广泛应用前景的重要材料。
随着制备方法的不断完善和特性的进一步研究，相信氧化锆材料将在更多领域中得到应用，并为人类的生活和产业发展做出重要贡献。
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氧化锆粉体制备及其应用摘要: 本文重点介绍了氧化锆陶瓷原料制备工艺和性能覆其在蛄构瓷、功能瓷、颜料与宝石、涂层、纤堆和耐火材料等方面的应用。
对如何使氧化铬畸瓷产业化远一问题，提出了自己的见解。
关键词：氧化锆；高性能陶瓷；制备；应用Abstract:This paper focuses on the zirconia ceramic materialpreparation process and performance review of its structure in the mantis porcelain, functional ceramics, pigments and precious stones, coating, fiber and other aspects of heap and refractory applications. Chromium oxide on how to make porcelain produced abnormal Much a problem of industry, put forward their own views.Keywords: zirconia; high-performance ceramics; preparation; application一、引言随着科学技术的发展，人们对材料的需求也在不断地提高。
当今世界新型陶瓷的发展趋向是：原料超细化(含纳米级细度)，发展了材料复台、成型与烧结工艺、制品的后处理(包括制品后加工及其与其他材料联接等)和相应的测试方法。
氧化锆陶瓷也与其他新型陶瓷一样，随着新工艺、新技术的运用，进一步充分发挥了它高熔点、比重大、耐腐蚀、耐磨损、低导热、半导体及相变等特点，世界各国都给予高度重视，在功能和结构等各个领域中，都起着重大作用。
下面就ZrO2陶瓷材料及倒品的有关情材料多功能化、轻质高强化和材料结构梯度化。
为此也相应地况作简单概述，供有关人士参阅。
ZrO2具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。
上个世纪二十年代开始就被用来作为熔化玻璃、冶炼钢铁等的耐火材料，从上个世纪七十年代以来，随着对ZrO2有了更深刻的了解，人们进一步研究开发ZrO2作为结构材料和功能材料。
1975年澳大利亚R．G．Garvie以CaO为稳定剂制得部分稳定氧化锆陶瓷（Ca-PSZ），并首次利用ZrO2马氏体相变的增韧效应提高了韧性和强度，极大的扩展了ZrO2在结构陶瓷领域的应用。
1973年美国R．Zechnall， G．Baumarm，H．Fisele制得ZrO2电解质氧传感器，此传感器能正确显示汽车发动机的空气、燃料比，1980年把它应用于钢铁工业。
1982年日本绝缘子公司和美国Cummins发动机公司共同开发出ZrO2节能柴油机缸套。
自此，ZrO2高性能陶瓷的研究和开发获得了许多进展。
二、ZrO2粉体的制备方法2．1 微粉制备目前使用的ZrO 微粉，颗粒尺寸一般在1-88um之间。
工业上生产微粉常用机械研磨法，原理如下：块状原料→粉碎(一般使用流化床气流磨)→磁选→清洗→干燥→筛分→包装。
需要注意的是，在细磨阶段要防止介质对原料的污染，一般研磨介质用ZrO2和ZTA。
2．2 超细粉制备超细粉末的粒径一般为10—100nm之间，由于具有一系列优异的性质(如表面效应、小尺寸效应、量子效应、隧道效应等)，目前已经成为高科技的前沿和重点。
ZrO 超细粉末的制备方法很多，包括物理方法和湿化学方法，如化学共沉淀法、水热法、气相沉积法和气相热分解法等。
2．2．1 化学共沉淀法a．中和沉淀法利用碱液从氯氧化锆(ZrOC1 )盐溶液中沉淀出含水氧化锆：ZrOC12 + 2NH40H+ (n+1)H20=Zr(OH)4·nH20 + 2NH4C1工艺流程为：ZrOC12·8H20 用H2O溶解→用NH4OH溶液中和滴定→过滤→洗涤→100一120ºC 干燥→800℃下煅烧lh →ZrO2一般ZrOC12．8H2O 浓度可控制在0．25-0．4mol／L；浓度大时，产量大，但固液分离困难。
沉淀容易包裹并吸附杂质。
沉淀PH值在8—9之间为宜，温度可控制在60—80ºC之间，太低时，胶体沉淀体积大，杂质吸附严重，造成过滤、洗涤困难；偏高时。
将使沉淀和溶解这一动态平衡加速，可能使凝胶晶化。
b．水解沉淀法采用长时间的沸腾氯氧化锆溶液使水解生成的氯化氢不断蒸发出去，从而使如下水解反应平衡不断向右移动。
ZrOCl2 + (n+3)H2O=Zr(OH)4·nH20 + 2HC1工艺流程为：Zrocl2•8H2O→沉淀50h→过滤→洗涤→100℃下水解沉淀50h→过滤→洗涤→110-110ºC干燥→粉碎→850℃下煅烧0．5h→ZrO2操作上与中和沉淀法大体相同，只是ZrOCl2浓度应控制小些，一般在0．2～0．3mol／L，此法操作简便，但耗能较大。
c．醇盐水解沉淀法工艺流程为：(液态)(苯作催化剂)→错醇盐合成→过滤除去NH C1→结晶纯化→加水进行水解沉淀→过滤→100～110ºC 干燥—→粉碎→85O℃下煅烧0．5h→ZrO2锆醇盐的合成反应和水解反应方程如下：ZrC14 + 4C3H7OH + 4NH3=Zr(OC3H7)4 + 2NH4C1(苯作催化剂）Zr(OC3H7)4 + 2H20=ZrO2 + 4C3H7OH(苯作催化剂)2．2．2 水热法在密封的压力容器中(如高压釜)，以水或有机溶剂作为反应介质，锆盐作为反应原料，再加入其它前驱反应物。
在这种特殊的物理、化学环境下，粉体的形成经历了一个溶解—结晶过程，制得的ZrO2超细粉末颗粒呈球状或短柱状，粒径为15rim，而且产品纯度高，烧结性能好。
最近将微波技术、超临界干燥技术、反应电极埋弧技术等引入水热制备系统，使水热法超细粉末制备技术有了新的改进和发展。
2．2．3 气相沉积法和气相热分解法通过气相反应ZrC14 + 02=ZrO2 + Cl2可制得ZrO2粉。
用此法制得的ZrO2粉纯度高、颗粒细。
用醇盐加热、分解Zr(OR)4(g)=ZrO2 + 2ROH + 烯烃(式中R表示烷基)。
除以上的ZrO2制备方法之外，还有水热结晶、溶胶一凝胶法、等离子体法和电弧炉法、喷雾干燥等方法。
三、ZrO2结构陶瓷的生产工艺ZrO2是一种优良的高温结构陶瓷材料，以其优异的高温物理和力学性能而得到广泛应用，尤其被用于苛刻条件下使用的关键部件。
由于ZrO2的导热性能低、热膨胀系数大，因此ZrO2制品的热稳定性较差。
但采用部分稳定ZrO2原料制得的制品晶型组成的ZrO2原料制得的陶瓷制品的热稳定性最好。
因此制造ZrO2结构陶瓷往往采用部分稳定ZrO2原料而不是全稳定ZrO2原料。
生产ZrO2结构陶瓷一般用3mo1％Y203稳定的ZrO2超细粉。
下面从成型和烧成两方面论述一下ZrO2结构陶瓷的生产工艺。
3．1 成型ZrO2结构陶瓷的成型方法目前用得较多的有三种：热压铸成型、干压成型和等静压成型。
3．1．1 热压铸成型对于ZrO2结构陶瓷小型产品或形状复杂的产品。
一般采用热压铸成型方法。
该成型方法比较简单，特别适宜于生产批量大或形状复杂的中小型产品。
但ZrO2热压铸产品排蜡时易出现开裂、变形等缺陷，这是因为ZrO2陶瓷料浆颗粒粒径较小，粉料比表面积大，调制热压铸浆料时，石蜡及油酸的加人量要明显高于其它陶瓷制品，从而造成坯体收缩大，排蜡时易出现开裂、变形等缺陷。
因此调试浆料时，要掌握好石蜡及油酸的加入量和加人方式，设计合理的排蜡烧成曲线及其它相关工艺参数，可以避免上述缺陷的出现。
3．1．2 干压成型对形状简单、适于干压成型的中小型ZrO2陶瓷产品常采用干压方法成型。
ZrO2陶瓷干压时出现的常见问题是产品分层，这是因为ZrO2超细粉造粒料的颗粒很细，因而颗粒轻、流动性差，干压成型时容易出现分层现象。
从生产实践中得知，产品分层与成型模具的光洁度和配合情况、成型压力、加压方式、加压速度和保压时间、脱模方式、脱模速度均有关系，下面就上述几方面因素对干压成型的影响分述如下：a．模具的光洁度和配合情况干压成型对模具质量要求较高，首先要求模具硬度达到一定的要求。
由于ZrO2稳定料的颗粒很细，流动性差，因而对模具的光洁度要求很高，若光洁度达不到要求，则干压时影响料的流动，从而导致分层的出现。
同时，若模具配合不好，间隙大，则由于ZrO2粉料颗粒细，压制时粉料会从模具间隙中流出，从而造成模具四周的粉料少，这样压制时四周就不能压实，从而会因压力传递不一致而出现分层，故对模具的配合要求较高。
b．成型压力成型压力在ZrO2干压成型过程中是较关键的，压力太小和太大都不能压制出理想的坯体。
压力太小，则烧后产品的密度小，产品收缩大，坯体压实程度不够容易出现分层；而压力太大，坯体也容易出现裂纹、分层和脱模困难等现象。
合适的成型压力需要通过生产实践来摸索。
C．加压方式般干压成型时加压方式有两种，一种是单面加压，另一种是双面加压。
当单面加压时，则直接受压的一端压力大，出现明显的压力梯度，粉料的流动性越差，则坯体内出现的压力差也就越大，越容易出现分层。
双面加压时，坯体两端直接受压，因此两端密度大，中间密度小，其压力梯度的有效传递距离为单面加压的一半，故坯体的密度比单面加压要均匀得多。
因此ZrO2陶瓷干压成型时宜采用双面加压的方式。
d．加压速度和保压时间加压速度和保压时间控制不好也会造成ZrO2坯体出现分层等缺陷。
压模下落的速度应缓慢一些，如加压速度过快，则坯体中气体不易排出，从而导致坯体出现分层，表面致密而中间松散，以及存在气泡等现象。
如保压时间过短，则压力还未传到应有的深度时，外力就已卸掉，这样坯体中气体不易排出，就难以得到较为理想的坯体，会导致坯体出现分层以及存在气泡等现象。
同时保压时间应均匀一致，否则会引起产品厚薄不均，造成废品。
e．脱模方式和脱模速度干压脱模时一般采用工具将坯体从模腔中顶出，脱模速度要均匀缓慢，如不注意会引起坯体开裂。
实践表明脱模时脱模工具要平整，否则会引起坯体受力不均而造成开裂。
总之，干压成型和上述几方面因素都有关系，要成型出理想的坯体，以上各方面都要控制好。
3．1．3 等静压成型对形状特殊和尺寸大的ZrO2结构陶瓷，需采用等静压成型。
等静压成型的坯体由于各方向所受压力均匀相等，且压力大，因此成型后的坯体密度高，均匀性好，烧成收缩小，不易变形、开裂、分层。
该成型方法可避免干压时易出现的分层，特别是成型较厚的ZrO2制品，干压时极易出现分层，而等静压成型则可避免，因此该成型方法是生产ZrO2制品常用的方法。