氧化鋯是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損而且具有優良導電性能的無機非金屬材料,目前氧化鋯的應用領域已擴展到結構材料和功能材料,同時氧化鋯也是國家產業政策中鼓勵重點發展的高性能新材料之一,目前正廣泛地被應用于各個行業中。
一、氧化鋯耐火材料
氧化鋯耐火材料主要有氧化鋯坩堝、氧化鋯耐火纖維、氧化鋯窯爐材料等。
1、氧化鋯坩堝
氧化鋯具有優異的耐高溫性能,熔點高達 2700℃,即使加熱到1900℃也不會與熔融的鋁、鐵、鎳、鉑等金屬以及硅酸鹽和酸性爐渣等發生反應,所以用氧化鋯材料制作的坩堝能成功地熔煉鉑、鈀、釕、銫等鉑族貴金屬及其合金。
氧化鋯坩堝
2、氧化鋯耐火纖維
氧化鋯耐火纖維是高檔耐火材料的一種,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,并且高溫化學性質穩定、耐腐蝕、抗氧化、不易揮發、無污染。
氧化鋯耐火纖維
3、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鍵部位。將氧化鋯熔融、吹制后得到大小不同的氧化鋯空心球,制備各種高級隔熱磚。
國內主要生產廠家有洛陽耐火材料研究院。
氧化鋯窯爐材料
二、氧化鋯結構陶瓷
氧化鋯結構陶瓷主要氧化鋯陶瓷軸承、氧化鋯陶瓷閥門、氧化鋯研磨材料等。
1、氧化鋯陶瓷軸承
氧化鋯全陶瓷軸承具抗磁電絕緣、耐磨、耐腐蝕、無油自潤滑、耐高溫、耐高寒等特點,可用于極度惡劣環境及特殊工況。
目前氧化鋯陶瓷軸承已被微型冷卻風扇所采用,其產品壽命及噪音穩定性均優于傳統的滾珠及滑動軸承系統,富士康公司率先在電腦散熱風扇上采用了氧化鋯陶瓷軸承。
氧化鋯全陶瓷軸承
2、氧化鋯陶瓷閥門
氧化鋯陶瓷閥門優良的耐磨性、防腐性、抗高溫熱震性,在石油、天然氣、化工行業用閥門具有廣闊的應用前景。
氧化鋯陶瓷閥門
3、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,能夠很好地保證產品質量,同時氧化鋯材料密度大,用做研磨介質時撞擊能量強,可大大提高研磨分散效率,可有效縮短研磨時間。良好的化學穩定性決定了其耐腐蝕性,可以在酸性和堿性介質中使用。
高純氧化鋯微珠是目前最為理想的研磨質介。現已廣泛應用于非金屬礦、涂料、油墨、油漆、染料、鈦白粉、農藥、磁性材料等行業物料的超細研磨與分散。
氧化鋯磨球
三、氧化鋯功能陶瓷
1、圓珠筆用氧化鋯陶瓷球珠
目前河北省勇龍邦大新材料有限公司與清華大學新型陶瓷與工藝國家重點實驗室共同研制的“圓珠筆用氧化鋯陶瓷球珠”克服了不銹鋼和炭化鎢材料的不足,已成功應用于圓珠筆球珠。
圓珠筆用氧化鋯陶瓷球珠
2、氧化鋯陶瓷刀具
氧化鋯陶瓷刀具具有高強度、耐磨損、無氧化、不生銹、耐酸堿、防靜電、不會與食物發生反應的特點,同時刀體光澤如玉,是理想的高科技綠色刀具。
目前市場主要產品有:氧化鋯陶瓷餐刀、剪刀、剃須刀、手術刀等。
氧化鋯陶瓷刀具
3、氧化鋯高溫發熱材料
氧化鋯在常溫下為絕緣材料,而在 1000℃以上時是良導體,可作 1800℃高溫發熱元件,最高工作溫度可以達到 2400℃,目前已經被成功地用于 2000℃以上氧化氣氛下的發熱元件及其設備中。
4、氧化鋯生物陶瓷材料
氧化鋯材質的烤瓷牙具有牙齒透明度好,光澤度極佳,而且氧化鋯材質的強韌性彌補了普通烤瓷牙易蹦缺的缺點,生物相容性好,不刺激口腔粘膜組織,易于清潔,是目前國內外最優質的烤瓷牙。
氧化鋯材質的烤瓷牙
5、氧化鋯涂層材料
高性能Y2O3等穩定劑穩定的氧化鋯熱障陶瓷涂層材料,主要應用于高性能渦輪航空發動機。
氧化鋯熱障陶瓷涂層材料應用于渦輪航空發動機
6、氧化鋯通訊材料
目前,隨著信息、通信技術的快速發展,其產品越來越向高精密、小型化方向發展,增韌氧化鋯陶瓷以其優良的力學性能、耐腐蝕及高絕緣性能,廣泛應用于信息通信領域。目前已有氧化鋯陶瓷插針和氧化鋯陶瓷套筒產品相繼得到應用。在陶瓷 PC 型光纖活動連接器中,二氧化鋯插針體是其關鍵部件。
7、氧化鋯寶石材料
氧化鋯寶石材料分為天然立方氧化鋯和人工合成立方氧化鋯兩種。人工合成立方氧化鋯光學性能良好,是廉價而有美麗的鉆石替代品。
人工合成立方氧化鋯
參考文獻:
1、劉維良等,先進陶瓷工藝學。
2、黃勇,氧化鋯陶瓷制備及其應用。
3、任永國、劉自強等,氧化鋯材料種類及應用。
李波濤
作者:粉體圈
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