如何讓氧化鋯陶瓷材料變穩定新發(fā)現（圖）

氧化鋯陶瓷近些年來(lái)得到了巨大的發(fā)展，它是一種新型工業(yè)陶瓷材料，主要分為三種鎂穩定氧化鋯陶瓷, 鈰穩定氧化鋯和 釔穩定氧化鋯；這三種材料具有耐高溫，耐磨等多種優(yōu)良特性。那么如何讓氧化鋯材料變得更穩定呢？接下來(lái)我們一起了解一下吧！

一、什么是二氧化鋯的不穩定性？
 二氧化鋯還具有馬氏體相變的特性， 這是二氧化鋯被用來(lái)提高陶瓷材料的韌性和耐火材料熱震穩定性的重要依據。單斜二氧化鋯不能直接用來(lái)制造制品，在溫度發(fā)生變化時(shí)會(huì )產(chǎn)生相結構的轉變： 這是一個(gè)可逆的相轉變過(guò)程。常溫下，ZrO2 只能是單斜相， 當用鋯鹽煅燒，達到 650 ℃時(shí)，出現穩定的四方相，繼續升高時(shí)四方相逐步轉變?yōu)閱涡毕?，再繼續升溫至 830 ℃時(shí)， ZrO2 又開(kāi)始向四方相轉變，至1200 ℃時(shí)，完全轉變?yōu)樗姆较?，溫度升?300 ℃時(shí)轉變?yōu)榱⒎较?；當溫度降低時(shí)，逐步轉化為四方相，到室溫時(shí)，變?yōu)榉€定的單斜相。單斜二氧化鋯在830～1 200 ℃的轉變較為復雜， 會(huì )產(chǎn)生滯后現象。正是這種滯后現象，為二氧化鋯在陶瓷及耐火材料應用提供一個(gè)重要性能。在轉變過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生相應的體積變化，當溫度升高時(shí)，由單斜相向四方相轉變時(shí)，會(huì )使體積收縮 5%，而當溫度降低由四方相向單斜相轉變時(shí)會(huì )使體積膨脹 8%，存在的3種相結構，其熱膨脹是不一樣的。
 
向ZrO2中添加某些氧化物作為穩定劑，使之與 ZrO2 形成固溶體和復合體,改變晶體內部結構，形成亞穩的四方相和立方相，使其由單一的單斜相轉變成雙晶結構的四方相和立方相。這種固溶體在常溫下能保持原有的四方相和立方相，甚至在高溫下，也不會(huì )發(fā)生相轉變。在對二氧化鋯進(jìn)行晶型穩定化處理時(shí)，常用的穩定添加劑有CaO，MgO，Y2O3，CeO2 和其它稀土氧化物。通過(guò)控制穩定劑的加入量，則可以得到全穩定或部分穩定的二氧化鋯。改善不穩定氧化鋯陶瓷管帶來(lái)的影響，往往采取以下工藝。
 
二、二氧化鋯的穩定化處理工藝？
 
電熔法
 
以電熔法制取穩定二氧化鋯的方法有一次電熔法和二次電熔法 2 種。一次電熔法是將鋯英石、碳粉和穩定劑按一定的配比，放入混料機中充分混合，混合料經(jīng)電弧爐電熔脫硅處理，驟冷，再經(jīng)破碎、 熱處理后便可制成穩定的二氧化鋯。此方法制得的穩定氧化鋯雜質(zhì)
 含量高，致密度低。工藝路線(xiàn)如圖。  

 二次電熔法是將鋯英石與碳粉按比例混勻后，經(jīng)電弧爐電熔脫硅處理，驟冷，再經(jīng)破碎制成單斜二氧化鋯。再將單斜二氧化鋯根據需要按比例配入某種穩定劑，混合均勻后進(jìn)行第 2次電熔，電熔好后驟冷，再經(jīng)破碎、熱處理后便可制成穩定的二氧化鋯。此方法制得的穩定二氧化鋯雜質(zhì)含量低，致密度高。工藝路線(xiàn)如圖。 ZTA固相法
 
固相法又稱(chēng)為燒結法，通常是將二氧化鋯原料和穩定劑按一定的配比在橡膠襯里和鋯球的球磨機中共同濕粉碎到粒徑小于2μm，然后經(jīng)分離、干燥、打粉制成團塊，并在1700 ℃下進(jìn)行高溫固相反應， 將高溫燒結塊粉碎至所需粒度即得穩定型二氧化鋯。此方法制得的穩定型 ZrO2 粒度分布廣，易混入不純的雜質(zhì)。工藝路線(xiàn)如圖。 加水分解法
 
加水分解法的優(yōu)點(diǎn)是不需要添加堿就可使鋯鹽和穩定劑可溶鹽的混合溶液水解，因而無(wú)有害陰離子和堿金屬離子。其又可分為鹽溶液加水分解法和烷氧化合物加水分解法。鹽溶液加水分解法是將鋯鹽與穩定劑可溶鹽的混合溶液，通過(guò)加熱進(jìn)行加水分解反應，干燥煅燒所生成的膠體制得穩定性二氧化鋯工業(yè)陶瓷棒。這種方法操作簡(jiǎn)便，但能耗高， 生成的粉體易團聚。工藝流程如圖。