部分穩(wěn)定氧化鋯是控制加入穩(wěn)定劑的量,使其不足以達(dá)到完全穩(wěn)定而制得的。部分穩(wěn)定氧化鋯具有高強(qiáng)度和抗熱震性能,在結(jié)構(gòu)陶瓷中有著相當(dāng)廣泛的用途
氧化鋯熱導(dǎo)率低,線膨脹系數(shù)大,高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,1000℃時(shí)耐壓強(qiáng)度可達(dá)1200~1400MPa;導(dǎo)電性好,具有負(fù)的電阻溫度系數(shù),電阻率1000℃時(shí)104Ω·cm,1700℃時(shí)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。
鋯鐵是由鋯與鐵及硅、鋁等元素組成的鐵合金。煉鋼用的鋯鐵是鋯硅鐵,含Zr15%~45%,Si30%~65%。用鋁熱法生產(chǎn)的則因含鋁故稱鋯鋁鐵,含Zr>15%。
1789年德國克拉普羅特(M.H.Klaproth)發(fā)現(xiàn)了一種新的氧化物,取名叫“Zircomia’。1824年瑞典貝采利厄斯(J.J.Berzelius)用鉀還原K2ZrF6的方法,制出鋯。1923年美國鋼廠進(jìn)行了用鋯硅鐵做脫氧劑的試驗(yàn),取得良好效果。之后開始用金屬熱法生產(chǎn)出鋯硅鐵和鋯鋁鐵。中國南京合金廠,于1987年試制出鋯硅鐵,含Zr20%~40%,Si45%~55%;用作煉鋼脫氧劑。
從鋯基色料的開發(fā)歷史來看,釩鋯蘭早被發(fā)現(xiàn), 1949年由美國的克雷倫斯﹒斯布萊特合成出來;鐠黃則是由日本學(xué)者在 1952 年合成出來。著色離子釩和鐠置換了ZrSiO4中的部分 Zr4+形成固溶體呈色。反應(yīng)過程中著色氧化物( PrO和 V2O5)以氣態(tài)形式擴(kuò)散并遷移到氧化鋯表面反應(yīng)形成固溶體。固溶體型色料是單相顏料,基體晶格ZrSiO4中固溶一定數(shù)量著色離子而呈色。與者不同,鋯鐵紅色料屬于鋯基色料中的包裹,是混晶色料,存在兩個(gè)相,其中發(fā)色的化合物或膠態(tài)金屬相被晶體所包裹。鋯鐵紅色料中的鐵離子不會與礦化劑、鹵化物等發(fā)生反應(yīng)形成揮發(fā)性氣體,故難以依靠自身擴(kuò)散遷移來完成反應(yīng),通過自身遷移到反應(yīng)帶同鋯結(jié)合。 [4]
鋯容易吸收氫、氮和氧氣;鋯對氧的親和力很強(qiáng),1000°C氧氣溶于鋯中能使其體積顯著增加。鋯的表面易形成一層氧化膜,具有光澤,故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性,但是溶于氫氟酸和王水。高溫時(shí),可與非金屬元素和許多金屬元素反應(yīng),生成固溶體。鋯的可塑性好,易于加工成板、絲等。鋯在加熱時(shí)能大量地吸收氧、氫、氮等氣體,可用作儲氫材料。鋯的耐腐蝕性比鈦好,接近鈮、鉭。鋯與鉿是化學(xué)性質(zhì)相似、又共生在一起的兩個(gè)金屬,且含有物質(zhì)。 [3]
地殼中鋯的含量居第19位,幾乎與鉻相等。自然界中具有工業(yè)價(jià)值的含鋯礦物,主要有鋯英石及斜鋯石。世界鋯資源主要賦存于海濱砂礦礦床中,只有少部分賦于積礦砂和原生礦中。世界鋯英砂儲量約4000萬噸,其中85%分布在澳大利亞、南非、美國、印度和前蘇聯(lián)。我國鋯礦儲量居世界第九位,總儲量為200 余萬噸,主要集中在廣東、海南、廣西和四川,而云南主要是巖礦,其它如湖南、湖北、安徽、福建、江西、遼寧等,也有一些鋯資源。
鋯鐵
鋯鐵是由鋯與鐵及硅、鋁等元素組成的鐵合金。煉鋼用的鋯鐵是鋯硅鐵,含Zr15%~45%,Si30%~65%。用鋁熱法生產(chǎn)的則因含鋁故稱鋯鋁鐵,含Zr>15%。
鋯鐵是由鋯與鐵及硅、鋁等元素組成的鐵合金。煉鋼用的鋯鐵是鋯硅鐵,含Zr15%~45%,Si30%~65%。用鋁熱法生產(chǎn)的則因含鋁故稱鋯