復合氧化鋯陶瓷屬于特種陶瓷，其擁有優良的力學性能、熱學性能、光學和電學性能。從上世紀70年代中期開始，國際上一些發達國家就競相投入巨資研究、開發氧化鋯及氧化鋯陶瓷的生產技術，其最初應用于航天軍工領域。我國從90年代開始進行氧化鋯的研究開發、生產工作。最近幾年，在國家相關政策鼓勵下，工業技術的高速發展和人們生活水品的大幅提高，復合氧化鋯及氧化鋯陶瓷生產技術和市場需求發展迅速。

1．復合氧化鋯粉料的生產技術現狀

復合氧化鋯粉料的制備方法有多種，但目前進行工業化生產的方法主要有共沉淀法和水熱法。其他的一些制粉方法還停留在實驗室和中試階段。其中，最常用的制備技術主要是化學共沉淀法。該技術用高純氧氯化鋯和硝酸釔或氯化釔或氧化釔為原料，溶于去離子水中，再加入氨水等沉淀劑(或反加入)形成氫氧化鋯和氫氧化釔的共沉淀物，經多次過濾、清洗，干燥后煅燒，完成粉體晶化過程，進一步粉碎后得到高純超細氧化鋯粉體。該工藝簡單，粉料質量能滿足大部分領域的使用要求，我國目前絕大多數廠家均采用此種工藝。但多次洗滌使得工藝過程繁雜，特別是耗水量很大，每生產1 t粉體需耗水20—30噸，其廢水處理和排放易造成環境污染，這也是目前用化學共沉淀法生產氧化鋯粉體的廠家面臨的主要難題。

水熱法是近年來發展起來的一種制備納米晶氧化鋯粉體的新技術。該工藝仍以氧氯化鋯和硝酸釔或氯化釔為原料，用氨水等沉淀劑形成氫氧化鋯后放入反應釜中，在160～250。C和十幾個大氣壓條件下，經2～5h反應得到顆粒發育良好的氧化鋯納米晶顆粒，然后過濾、清洗，并以特殊的方式干燥，可直接得到分散性良好的納米晶氧化鋯粉體。水熱法的最大優點是可以直接從200。C左右的水介質中得到結晶氧化物，避免了高溫煅燒工藝，這可以有效地防止粉未團聚。與其他制粉方法相比，水熱法制備的粉體晶粒發育完整，粒徑小且分布均勻，團聚程度少，燒結性能好，易得到合適的化學計量物和品粒形態；省去了高溫煅燒和球磨，從而避免了雜質和結構缺陷等，粉體在燒結過程中表現出很強的活性。

目前日本主要采用此工藝生產高品質納米級氧化鋯粉體，國內一些科研院所對此作過大量的試驗研究。但由于設備投入大，技術要求高，而過濾、清洗工藝過程仍很繁雜，同樣存在廢水處理和污染的問題，且干燥過程保持粉體顆粒不團聚也比較困難。同時，該工藝生產的氧化鋯粉體價格很高，一般氧化鋯陶瓷生產廠家難以接受。

目前國內復合氧化鋯粉料生產能力約為8000噸／年，實際產出量約為5000噸／年。其中共沉淀工藝粉料達到95％以上。共沉淀粉料能夠滿足絕大部分氧化鋯陶瓷廠家的要求。但某些應用領域對粉料性能要求較高，比如制作牙齒，光通信器件，要求陶瓷有良好的韌性和耐磨性，而一些在潮濕中溫環境中使用的結構件，要求陶瓷有良好的抗水熱老化性能。在此方面國內仍采用公司的粉料。國產粉料價格約為100元／公斤，日本粉料根據不同規格型號價格分布在400—1200元；／公斤之間。縱觀近年的研究動態，氧化鋯納米粉體的制備工藝有了長足的進展，但是各個工藝又有其不足之處，主要體現在制備工藝較為繁瑣，耗費大量原材料及資源，生產成本較高，不符合我國所提倡的綠色生態生產，因此，更新型的制備技術還有待發展完善。總結起來，未來的氧化鋯粉體制備的研究趨勢在于：研究影響粉體顆粒大小、形狀和晶相的因素及影響過程的內在機制；進一步人為控制顆粒的大小、形狀和晶型，且使其粒徑分布更為均勻；探索工藝簡單、成本較低，綠色環保，適于大規模的工業化生產的技術。

2.氧化鋯陶瓷的生產技術現狀

復合氧化鋯制品的成型方法主要有干法成型和濕法成型，濕法成型包括注塑成型、軋膜成型、流延成型、凝膠注模法等。燒結方法主要是常壓硅鉬棒隧道窯或箱式爐燒結，而微波燒結還處于試驗階段。就目前整個市場來看，干壓一冷等靜壓是主要的成型方法。

高性能復合氧化鋯粉體是制備高性能氧化鋯結構陶瓷、功能陶瓷的前提和保證。但是成型工藝對后續燒結及陶瓷的性能也是至關重要的。對于干壓等靜壓成型工藝來說，粉體必須具備良好的流動性，合理的顆粒級配和適當的水分和粘結劑，以保證粉料在成型的過程中均勻填充磨具，壓制坯體密度分布均勻，同時具有一定的強度。為了進一步提高產品質量，經常同時使用預壓成型和等靜壓成型方法。利用等靜壓的高壓特性和施壓均勻性，得到的制品密度高且均勻，制品在燒成過程中的變形和收縮等大為減少，也不會出現一般成型法成型的制品因密度差產生應力而導致的燒成裂紋。干壓法適合制備形狀較為簡單的物件。

對于形狀尺寸要求比較精密的制品，往往采用濕法成型工藝。濕法工藝都涉及到煉泥或制漿的過程。泥料或漿料的均勻性是生坯制品的質量保障的前提。各種成型方法都有其特點，在實際應用中，一般根據制品的要求來選擇最合適的成型方法。注射成型適合復雜零件的自動化大批量生產，但是它脫脂時間較長。軋膜成型是將準備好的陶瓷粉料，拌以一定量的有機粘合劑和溶劑，通過粗孔和精軋成膜片后再進行非片成型。轉膜成型具有工藝簡單，生產效率高，膜片厚度均勻，生產設備簡單，粉塵污染小，能成型厚度很瘴的膜片等優點，但用該法成型的產品干燥收縮和燒成收縮較干壓制品的大。該法適于生產批量較大的1mm以下的薄片狀產品。流延成型法一般適合制作薄片陶瓷制品，在陶瓷電容器、陶瓷基片和集成電路方面應用較多。凝膠注模利用高分子化學有機單體發生聚合反應生產網狀高聚物的機理，控制條件使粉料原位固化成型，此工藝操作簡單、成本低，所成坯體具有密度高、強度高、缺陷少、可近凈尺寸成型等優點。

采用硅鉬棒為加熱元件的隧道窯能夠連續生產，生產效率高，是目前主要的燒結方法。共沉淀粉料燒結溫度大多在1450—1500度之間，水熱超細粉料燒結溫度1350度即可。微波燒結是一種新型的燒結方法，它是利用微波具有的特殊波段與材料的基本細微結構耦合而產生熱量，材料的介質損耗使其材料整體加熱至燒結溫度而實現致密化的方法。氧化鋯作為一種良好的吸波材料，國內外科研院所對微波燒結氧化鋯陶瓷及其機理進行了大量實驗，20世紀90年代后期，國際上微波燒結已進入產業化階段，美國、加拿大、德國等發達國家開始小批量生產陶瓷產品。其中，美國已具有生產微波連續燒結設備的能力。國內發展較為滯后，目前一些微波設備廠家與氧化鋯陶瓷廠家也在聯合進行實驗，初步結果令人滿意。考慮到微波燒結應用剛剛開始，設備造價高等方面的原因，目前在氧化鋯陶瓷行業的應用還停留在中試階段。相信用不了多久，微波燒結高效、節能、環保的優點必將促進其在氧化鋯陶瓷行業的應用。

3．氧化鋯陶瓷半成品回收循環使用技術的應用與開發

在氧化鋯陶瓷的生產過程中，會產生氧化鋯陶瓷的半成品，對半成品的回收和利用是氧化鋯粉體和氧化鋯陶瓷技術發展的一個重要的方向，這對資源的回收再利用會起到一個很積極的促進作用。隨著氧化鋯陶瓷市場的發展，這方面的工作也取得了卓有成效的成績，國內目前從半成品氧化鋯陶瓷的回收、分解、再制粉、應用都形成了一套完整的技術和產業鏈，其中的氧化釔也得到了回收和利用。

4．復合氧化鋯市場現狀及前景

在特種陶瓷領域，氧化鋁的普及應用最廣，其次便是氧化鋯。近兩年來，我們從產品訂單及市場銷售來看，氧化鋯市場發展很快。傳統的市場應用方面，像氧化鋯磨介、廚房刀具、裝飾用制品、化工機械應用等方面用量持續增大，另外一些新興的市場也發展較快，光電通信器件、固體燃料電池、生物修復材料應用領域的應用發展方興未艾。氧化鋯制品正逐漸被市場熟悉和接受。近兩年，氧化鋯陶瓷制品廠家數量增加了近一倍，其中大多數為民營企業，針對特定的應用領域，他們往往只生產l-2種特定的產品，占據特定的市場。一些氧化鋁陶瓷制品的企業，現在也逐步開始轉向氧化鋯陶瓷的生產。這些都促進了氧化鋯市場的發展。接下來一段時間，氧化鋯制品的價格不會出現較大波動，但是就長期來看，其價格會下降，競爭優勢將會越來越明顯。一些氧化鋁和合金鋼應用的領域占據的市場將逐漸被氧化鋯取代。預計2-3年內國內氧化鋯的市場需求量將達到萬噸的數量。