電熔法氧化鋯是通過一步電弧爐熔煉而獲得氧化鋯， 其工藝簡單、流程短、產品成本低，但性能次于化學法生產的氧化鋯。然而，相信隨著對電熔法的深入研究，產品質量的提升、產品結構的多樣化，以及在節能方面的突出表現，電熔氧化鋯將會有很大的發展前景，有望替代化學氧化鋯而被應用于耐火材料、普通陶瓷和陶瓷色釉料等方面。

1、電熔氧化鋯的生產工藝

氧化鋯按照生產工藝的不同，大致可分為化學法氧化鋯和電熔法氧化鋯。化學法氧化鋯是采用氯堿分解后經過化學反應工藝生產出來的，電熔法氧化鋯采用電弧爐熔煉的物理方法來生產。由于采用電弧爐熔煉法生產的電熔氧化鋯具有生產成本低、產品性能穩定、適應工業化生產等優點，電熔氧化鋯被廣泛應用于電子、冶金、機械、化工等領域。

電熔氧化鋯的主要生產原材料以優質鋯英砂為主，以碳為還原劑，加入少量 的催化劑或者穩定劑。如氧化釔或者碳酸鈣。根據氧化鋯和二氧化硅熔點的不同，在電弧爐的高溫下熔解形成液相，使鋯英石分解還原，最后生成氧化鋯和硅微粉，氧化鋯經壓縮空氣噴吹成球狀，再經過后期粉碎工藝加工處理，分級包裝后入庫。 電熔氧化鋯包括單斜電熔氧化鋯和半穩定型氧化鋯，單斜電熔氧化鋯的晶型為單斜型，半穩定型氧化鋯晶型為單斜、四方和立方3種晶型混合存在。

圖一 電熔氧化鋯粉

2、電熔氧化鋯的應用和需求

電熔氧化鋯主要應用在耐火材料、陶瓷色料、陶瓷制品、磨料及金屬鋯等領域，其中耐火材料、陶瓷色料和磨料是電熔氧化鋯的三大主要市場，消耗量占電熔氧化鋯總消耗量的70%以上，其中市場份額最大的是特種耐火材料領域。電熔氧化鋯主要被用于制作各種形狀的部分穩定氧化鋯耐火材料制品、輕質耐火材料制品、氧化鋯纖維制品以及氧化鋯澆鑄料等。替代化學氧化鋯一直是電熔氧化鋯追求的目標。目前，在陶瓷顏料中氧化鋯主要應用于鐠黃、釩鋯蘭和鋯鐵紅3種色料，其中鋯鐵紅對氧化鋯的品質要求最高。鐠黃與釩鋯蘭已全部采用電熔氧化鋯為原料，而鋯鐵紅色料基本上仍采用化學氧化鋯，只有少數廠家為了降低成本搭配了少量（約10%）的電熔氧化鋯產品。

在磨料磨具行業中電熔氧化鋯主要用于生產鋯剛玉料及其制品。研究發現， Al2O3與ZrO2復合后，其磨削效率較普通磨具可提高2-6倍。鋯剛玉磨料的制造方法是將氧化鋁、電熔鋯（單斜）及少量穩定劑混合，再經電弧爐熔煉澆鑄或化坨冷凝加工制成鋯剛玉料及磨輪，用于研磨或磨削鋼鐵特別是有色合金，能獲得較高的磨削效率。

部分穩定氧化鋯具有高的硬度和耐磨性，所以氧化鋯在磨介和磨具領域中有著廣泛的應用：如球磨球和球磨機內部襯里和耐磨部件、拉絲模等。由于氧化鋯沒有磁性、不導電、不生銹、耐磨，因此，在生物醫學器械領域和刀具、工具領域中應用很廣。如用于醫學手術刀和剪磁帶等有磁性物質的制品；制作人造骨骼、人造關節、人工牙齒等。近來部分穩定ZrO2通過粉末冶金方法，制備避磁的手表表殼、耐腐的表件和其它儀表零件。用來制作切菜刀、剪刀、螺絲刀、榔頭、鋸、斧頭等。日本近來開發出高鈰氧化鋯增韌陶瓷刀具，復合物用Ce2O3作穩定劑，以取代金屬陶瓷，斷裂韌性是金屬的3倍，切削能力提高1.5倍。CeO2-ZrO2可以形成很廣范圍的四方氧化鋯固溶體相區。添加摩爾分數為15%-20%的CeO2可使四方相氧化鋯的相變溫度降低到25oC以下。在軍事上用于制造防彈盔甲等。在鋼鐵生產工業中用于制作陶瓷軋輥和導輥，表面磨損很小。

圖二 電熔氧化鋯應用于刀具

3、電熔氧化鋯的發展前景

20 多年來，經過企業的不斷努力，我國電熔氧化鋯從無到有，一直到現在的大規模生產，取得了很大的發展：技術和工藝實現了從簡單的熔煉跨越到分段控制，產品質量得到了提高，品種得到了擴展，已從單一的脫硅鋯發展到高純氧化鋯和穩定氧化鋯，產品質量的提高，為陶瓷釉料、陶瓷制品、耐火材料提供更廣闊的應用，而穩定氧化鋯的生產則擴大了其在高級耐火材料、水口材料、磨介材料等方面的應用。相信隨著應用范圍的擴大，將進一步促進電熔氧化鋯的進一步發展。然而，從各方面比較來看，電熔氧化鋯產品在質量、性能、純度、雜質含量、物理性能、相結構等方面與化學氧化鋯還有一定的差距，這是與生產工藝和方法直接相關的。目前對電熔氧化鋯的產品質量與生產技術還需進一步研究， 以改善電熔氧化鋯的各項性能，提高產品質量，擴大電熔氧化鋯的應用領域。此外，電熔氧化鋯在剎車片、涂層、氧化鋯復合材料等方面的應用研究也不斷取得新進展，未來幾年電熔氧化鋯的產量將繼續保持快速增長，并在更多的領域得到應用。改變電熔穩定氧化鋯的物理特性，生產出高質量的電熔穩定氧化鋯，將逐步在特種陶瓷和復合材料領域得到應用。           

                                            作者：谷雨