氧化鋯熱導(dǎo)率低,線膨脹系數(shù)大,高溫結(jié)構(gòu)強度高,1000℃時耐壓強度可達1200~1400MPa;導(dǎo)電性好,具有負的電阻溫度系數(shù),電阻率1000℃時104Ω·cm,1700℃時6~7Ω·cm;化學(xué)穩(wěn)定性好,2000℃以下對多種熔融金屬、硅酸鹽、玻璃等不起作用;苛性堿、碳酸鹽和各種酸(濃硫酸和氫氟酸除外)的溶液與氧化鋯不起作用。
氧化鋯熔點2700℃,莫氏硬度7,有兩種變體,1000℃以下為單斜晶系(密度5.68g/cm3),1000℃時生成四方晶系(密度6.10g/cm3),此晶型轉(zhuǎn)變?yōu)榭赡孓D(zhuǎn)變,冷卻過程中晶型轉(zhuǎn)化時伴有7%的體積膨脹,可導(dǎo)致制品開裂;加入穩(wěn)定劑與Zr02生成立方晶系固溶體,可消除由上述晶型轉(zhuǎn)化帶來的體積膨脹。
氧化鋯的特點:
1、穩(wěn)定氧化鋯制作的泡沫陶瓷可用于高溫合金的過濾,泡沫陶瓷應(yīng)用于鋼水連鑄的過濾并取得了良好的凈化效果;
2、由于穩(wěn)定型二氧化鋯硬度高,可制成冷成形工具、整形模、拉絲模、切削工具、研磨介質(zhì)、魚刀、剪刀、高爾夫球棍頭等;
3、穩(wěn)定型二氧化鋯強度高、韌性好, 因此,可用來制造發(fā)動機構(gòu)件,如推桿、連桿、軸承氣缸內(nèi)襯、活塞帽等;
4、穩(wěn)定氧化鋯,具備半導(dǎo)體性和敏感特性,可制成高溫燃料電池固體電解質(zhì)隔膜等。
氧化鋯纖維是一種多晶質(zhì)耐火纖維材料。由于ZrO2物質(zhì)本身的高熔點、不氧化和其他高溫優(yōu)良特性,使得ZrO2纖維具有比氧化鋁纖維、莫來石纖維、硅酸鋁纖維等其他耐火纖維品種更高的使用溫度。氧化鋯纖維在1500 ℃以上溫氧化氣氛下長期使用,使用溫度高達2200 ℃,甚至到2500 ℃仍可保持完整的纖維形狀,并且高溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、抗氧化、抗熱震、不揮發(fā)、,是目前國際上的一種耐火纖維材料。
等離子噴涂二氧化鋯熱障涂層在航空及工業(yè)用燃氣輪機上的應(yīng)用已有很大進展,在一定限度內(nèi)已經(jīng)用于燃氣輪機的渦輪部分。
精細陶瓷所用的穩(wěn)定和部分穩(wěn)定氧化鋯一般采用濕法制取。目前成熟和常用的是中和沉淀法,其制取工藝見圖。將提純過的氯氧化鋯用純水溶解,過濾除去不溶物,調(diào)整溶液中的鋯濃度,并加入需要量的氯化釔溶液(或其他稀土金屬或堿土金屬的氯化物溶液)后,加氨水中和沉淀