鋯瓷器是以氧化鋯為主要成分的陶瓷，具有熔點和沸點高、硬度大、常溫下為絕緣體、而高溫下則具有導電性等優良性質。顏色呈白色，含雜質時呈黃色或灰色，一般含有HfO2，不易分離。在常壓下純ZrO2共有三種晶態。鋯瓷器的生產要求製備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分布窄的粉體，氧化鋯超細粉末的製備方法很多，氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、鹼金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉澱法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。
基本介紹
- 中文名：鋯瓷器
- 外文名：Zirconia Ceramic
- 特點：熔點和沸點高、硬度大等
- 領域：陶瓷工業
鋯種類和特點,粉體製備,成型工藝,套用,
鋯種類和特點
純ZrO2為白色，含雜質時呈黃色或灰色，一般含有HfO2，不易分離。世界上已探明的鋯資源約為1900萬噸，氧化鋯通常是由鋯礦石提純製得。在常壓下純ZrO2共有三種晶態：單斜（Monoclinic）氧化鋯（m-ZrO2）、四方（Tetragonal）氧化鋯（t-ZrO2）和立方（Cubic）氧化鋯（c-ZrO2），上述三種晶型存在於不同的溫度範圍，並可以相互轉化。上述三種晶態具有不同的理化特性，在實際套用為獲得所需要的晶形和使用性能，通常加入不同類型的穩定劑製成不同類型的氧化鋯陶瓷。
粉體製備
氧化鋯陶瓷的生產要求製備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分布窄的粉體，氧化鋯超細粉末的製備方法很多，氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、鹼金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉澱法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。粉體加工方法有共沉澱法、溶膠一凝膠法、蒸發法、超臨界合成法、微乳液法、水熱合成法網及氣相沉積法等。
成型工藝
氧化鋯陶瓷的成型有乾壓成型、等靜壓成型、注漿成型、熱壓鑄成型、流延成型、注射成型、塑性擠壓成型、膠態凝固成型等。其中使用最廣泛的是注塑與乾壓成型。
（1）注漿成型
注漿成型的成型過程包括物理脫水過程和化學凝聚過程，物理脫水通過多孔的石膏模的毛細作用排除漿料中的水分，化學凝聚過程是因為在石膏模表面CaSO4 的溶解生成的Ca2+提高了漿料中的離子強度，造成漿料的絮凝。在物理脫水和化學凝聚的作用下，陶瓷粉體顆粒在石膏模壁上沉積成型。注漿成型適合製備形狀複雜的大型陶瓷部件，但坯體質量，包括外形、密度、強度等都較差，工人勞動強度大且不適合自動化作業。
（2）熱壓注成型
熱壓注成型是在較高溫度下（60~100℃）使陶瓷粉體與粘結劑（石蠟）混合，獲得熱壓鑄用的料漿，漿料在壓縮空氣的作用下注入金屬模具，保壓冷卻，脫模得到蠟坯，蠟坯在惰性粉料保護下脫蠟後得到素坯，素坯再經高溫燒結成瓷。熱壓注成型的生坯尺寸精確，內部結構均勻，模具磨損較小，生產效率高，適合各種原料。蠟漿和模具的溫度需嚴格控制，否則會引起欠注或變形，因此不適合用來製造大型部件，同時兩步燒成工藝較為複雜，能耗較高。
（3）流延成型
流延成型是把陶瓷粉料與大量的有機粘結劑、增塑劑、分散劑等充分混合，得到可以流動的粘稠漿料，把漿料加入流延機的料斗，用刮刀控制厚度，經加料嘴向傳送帶流出，烘乾後得到膜坯。此工藝適合製備薄膜材料，為了獲得較好的柔韌性而加入大量的有機物，要求嚴格控制工藝參數，否則易造成起皮、條紋、薄膜強度低或不易剝離等缺陷。所用的有機物有毒性，會產生環境污染，應儘可能採用無毒或少毒體系，減少環境污染。
套用
在結構陶瓷方面，由於氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強度和高耐磨性，優異的隔熱性能，熱膨脹係數接近於鋼等優點，因此被廣泛套用於結構陶瓷領域。主要有：Y-TZP磨球、分散和研磨介質、噴嘴、球閥球座、氧化鋯模具、微型風扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具、服裝紐扣、表殼及錶帶、手鍊及吊墜、滾珠軸承、高爾夫球的輕型擊球棒及其它室溫耐磨零器件等。
服裝紐扣圖片