二氧化鋯的性質

2019-04-25

       二氧化鋯是一種耐高溫、耐磨、耐腐蝕的無機非金屬材料。隨著電子和新材料工業的發展,ZrO2不僅傳統上用于耐火材料和陶瓷顏料,而且還用于電子陶瓷、功能陶瓷和結構陶瓷等高科技領域。

       它的應用引起了眾多學者的關注,成為當今研究和發展的熱點之一。二氧化鋯具有較高的熔點和沸點,高硬度,室溫下絕緣,高溫下導電。

       二氧化鋯有三種晶型,屬于多晶相變氧化物。穩定低溫相為單斜晶結構(M-ZrO 2)。當溫度高于1000℃時,四方相逐漸形成。c.四方相只存在到2370℃。當溫度高于2370攝氏度時,出現立方相(C-Zro2)。氧化鋯在加熱和加熱過程中體積縮小,在冷卻過程中體積膨脹。因此,為了保持體積不變,需要穩定晶體的形態。常用的穩定劑有Y2O3、CaO、MgO、CeO2等稀土氧化物。這些氧化物的陽離子半徑與Zr4+相似(12%以內),在ZrO 2中的溶解度很高。它們可以與ZrO 2形成單斜、四方和立方取代固溶體。通過冷卻可以避免固溶體的共析分解,并在室溫下保持亞穩態。較快的冷卻得到的立方固溶體穩定,無相變,無體積變化。這種ZrO 2叫做穩定的二氧化鋯。

       二氧化鋯具有良好的化學性能。它是一種弱酸性氧化物,對堿溶液和許多酸性溶液(除熱濃硫酸、氫氟酸和H3PO4外)具有較高的穩定性。ZrO2坩堝可熔化鉀、鈉、鋁、鐵等金屬。它對硫化物、磷化物等也很穩定,許多硅化物熔體和熔渣對燒結ZrO2也沒有影響。

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