氧化鋯是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損而且具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的無機(jī)非金屬材料，20世紀(jì)20年代初即被應(yīng)用于耐火材料領(lǐng)域，直到上世紀(jì)70年代中期以來，國際上歐美日先進(jìn)國家竟相投入具資研究開發(fā)氧化鋯生產(chǎn)技術(shù)和氧化鋯系列產(chǎn)品生產(chǎn)，進(jìn)一步將氧化鋯的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)材料和功能材料，同時(shí)氧化鋯也是國家產(chǎn)業(yè)政策中鼓勵(lì)重點(diǎn)發(fā)展的高性能新材料之一，目前正廣泛地被應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)中。
      氧化鋯基本性能
     常壓下純的氧化鋯有三種晶型，低溫為單斜晶系，密度5.65g/cm³，高溫為四方晶系，密度6.10g/cm³，更高溫度下為立方晶系，密度6.27g/cm³，其相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：
     單斜ZrO2→(1170℃)四方ZrO2→(2370℃)立方ZrO2→(27150℃)熔體
     天然ZrO2和用化學(xué)法得到的ZrO2屬于單斜晶系。單斜晶型與四方晶型之間的轉(zhuǎn)變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時(shí)由單斜ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆絑rO2，體積收縮，冷卻時(shí)由四方ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡盳rO2，體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發(fā)生在同一溫度，前者約在1200℃，后者約在1000℃。
     由于晶型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積變化，會(huì)造成開裂，故單純的氧化鋯陶瓷很難生產(chǎn)，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)加入適量的晶型穩(wěn)定劑Cao、MgO、Y2O3、CeO2等和其他稀土氧化物，可以使ZrO2相變溫度降低至室溫以下，使高溫穩(wěn)定的四方和立方氧化鋯在室溫也能以穩(wěn)定或亞穩(wěn)定形式存在，形成無異常膨脹、收縮的立方、四方晶型的穩(wěn)定氧化鋯（FSZ）和部分穩(wěn)定氧化鋯（PSZ）。
      氧化鋯中隨著穩(wěn)定劑加入量的不同，會(huì)產(chǎn)生不同晶型的氧化鋯，相變過程中由于體積和形狀的改變，能夠吸收能量，減少裂紋尖端應(yīng)力集中，阻止裂紋擴(kuò)展，提高陶瓷是否認(rèn)韌性，從此氧化鋯相變?cè)鲰g陶瓷的研究和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，主要有三種類型：部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷；四方氧化鋯多晶體陶瓷；氧化鋯增韌陶瓷。
     氧化鋯應(yīng)用領(lǐng)域
     氧化鋯耐火材料
      氧化鋯從20世紀(jì)20年代初就被應(yīng)用于耐火材料領(lǐng)域，直至今天在耐火材料領(lǐng)域仍然占有一席之地。
     氧化鋯坩堝
     如前所述氧化鋯的熔點(diǎn)高達(dá)2700℃，即使加熱到1900多攝氏度也不會(huì)與熔融的鋁、鐵、鎳、鉑等金屬，硅酸鹽和酸性爐渣等發(fā)生反應(yīng)，所以用氧化鋯材料制作的坩堝能成功地熔煉鉀、鈉、石英玻璃以及氧化物和鹽類等。
     氧化鋯耐火纖維
      氧化鋯纖維是一種能夠在1600℃以上超高溫環(huán)境下長期使用的陶瓷纖維耐火材料，具有比氧化鋁纖維、莫來石纖維、硅酸鋁纖維等更高的使用溫度和更好的隔熱性能，并且高溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、抗氧化、不易揮發(fā)、無污染。這些優(yōu)異特性決定了氧化鋯纖維是一種頂尖的高檔耐火纖維材料。
     氧化鋯窯爐材料
      氧化鋯作為耐火材料主要用在大型玻璃池窯的關(guān)鍵部位，早期使用的鋯質(zhì)耐火材料，其氧化鋯含量僅為33%～35%，日本旭硝子公司研制成功含氧化鋯94%～95%的鋯質(zhì)耐火材料，將其使用在玻璃窯頂部和關(guān)鍵部位，大大提高了玻璃窯的壽命。
將氧化鋯熔融、吹制后得到大小不同的氧化鋯空心球，制備各種高級(jí)隔熱磚，避免了陶瓷纖維老化后的粉塵污染問題，主要生產(chǎn)廠家有洛陽耐火材料研究院和山東磊寶鋯業(yè)科技股份有限公司。
      氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷
     1975年澳大利亞R.G.Garvie以氧化鈣為穩(wěn)定劑制得部分穩(wěn)定氧化鋯，并首次利用氧化鋯馬氏體相變?cè)鲰g的效應(yīng)，提高了韌性和強(qiáng)度，極大的擴(kuò)展了氧化鋯在結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域的應(yīng)用。
     氧化鋯研磨材料
      氧化鋯磨球具有硬度大、磨損率小、使用壽命長、可大幅減少研磨原料的污染，能夠很好地保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)氧化鋯材料密度大，用做研磨介質(zhì)時(shí)撞擊能量強(qiáng)，可大大提高研磨分散效率，可有效縮短研磨時(shí)間。
     良好的化學(xué)穩(wěn)定性決定了其耐腐蝕性，可以在酸性和堿性介質(zhì)中使用。
      氧化鋯涂層材料
      高性能Y2O3等穩(wěn)定劑穩(wěn)定的氧化鋯熱障陶瓷涂層材料，主要應(yīng)用于高性能渦輪航空發(fā)動(dòng)機(jī)。
      與氧化鋯形成復(fù)相材料
      與其它材料復(fù)合形成的復(fù)相材料，比如氧化鋯與氧化鋁、莫來石等材料形成的復(fù)相材料，得到了比單相材料具有更異性的新材料。
      氧化鋯發(fā)展前景
      隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和測試技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)于氧化鋯的認(rèn)識(shí)必將更進(jìn)一步深入，氧化鋯定會(huì)以新的面貌出現(xiàn)，近幾年國內(nèi)的一些公司已經(jīng)能夠生產(chǎn)高質(zhì)量超細(xì)氧化鋯粉體，且大部分產(chǎn)品出口，但是在粉料制備方面仍然整體處于較落后水平，今后的發(fā)展應(yīng)朝著新功能、新應(yīng)用領(lǐng)域方向方展，不斷擴(kuò)大氧化鋯應(yīng)用領(lǐng)域。
      通過以上所述發(fā)現(xiàn)，目前氧化鋯陶瓷材料應(yīng)用領(lǐng)域正逐漸發(fā)展到裝飾陶瓷領(lǐng)域、珠寶首飾品領(lǐng)域，高檔奢侈品消費(fèi)領(lǐng)域，正沿著種類、功能多樣化的趨勢發(fā)展。可以想象，未來氧化鋯材料將會(huì)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

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