氧化锆陶瓷的制备工艺
一氧化锆陶瓷的原料
氧化锆工业原料是由含锆矿石提炼出来的。
厂斜锆石〔ZrO2〕
自然界锆矿石Y
—锆英石〔〕
二氧化锆陶瓷的提炼方法
一 氯化和热分解
碱金属氧化物分解法
石灰溶解醇盐水解法:将有机溶液中混合着锆和稳定剂的醇盐,进行加水分 解的方法。
水解法:高温、高压下,氢氧化锆在水中的溶解度大于常温、常压下在水中的溶解度,于是氢氧化锆溶于水中,同时析出氧化锆。
溶胶一乳化一凝胶法:
将含有Zn +4溶胶先放入含有有机分散剂的乳化液中分散、陈化、稳 定,再将溶胶凝胶化,凝胶经过烘干、焙烧得到ZrO粉末。
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(八)喷雾热分解法
将锆盐和稳定剂的混合盐溶液喷入高温气氛中,散成无数小液滴,液 相蒸发,液滴变小,随后因过饱和而析出固相,进而热分解直接生成 所需要的ZrO2粉。
三 氧化锆陶瓷的粉体加工
陶瓷材料烧结后很难进行机械加工,且加工本钱十分昂贵,故人 们一直在寻找一种适合复杂形状陶瓷部件的近净尺寸成型技术。近十 年来,国内外陶瓷研究工作者研究开发了许多ZrO2超细粉的制备技 术。
-。为了制得 纳米陶瓷,必须首先制备出纳米级陶瓷粉末。传统的粉末制备方法已 不能满足要求,必须采用新的粉末制备方法。
纳米材料的制备
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物理法
厂一化学气相法〔CVD法〕
化学法一
Y 湿化学法一V
'j 溶剂蒸发法
共沉淀法
乳浊法
水热法
直接沉淀法
均一沉淀法
氧化锆微细粉末的制备的一般方法一<
共沉淀法
溶胶-凝胶法
乳浊液法
蒸发法
超临界合成法
气相法
①共沉淀法
这是一种古老的方法。它是利用各种在水中溶解的物质,经反响 生成不溶解的氢氧化物、碳酸盐、硫酸盐、醋酸盐等,再经加热分解 而成高纯度超微粉。
ZrOCl的水溶液中参加铵盐分散剂〔NH〕SO ,用氨水沉淀、别离、 2 4 2 4
水洗、烘干、球磨、煅烧后制的ZrO2超细粉。
溶胶一凝胶法
溶胶一凝胶法指金属有机或无机化合物经过溶液一溶胶一凝胶 而固化,再经热处理而成氧化物或其他化合物固体的方法.
制备ZrO2超细粉时,首先在Zr〔0H〕4水溶液中参加ZrO2的稳定 剂,如MgO、丫^、CaO等的硝酸盐化合物,然后参加硝酸,把pH值 —6,待溶胶凝聚后,于70°C左右脱水,然后加热到400— 700°C,就可得到ZrO2超细粉。制备流程以ZrOCl - 8H O为原料,用 2
去离子水制成一定浓度的原料液,搅拌条件下添加沉淀剂制成水合
ZrO2胶体,与70C恒温加热一小时后陈化,制备成凝胶,抽滤并洗涤 凝胶直至无Cl—存在,枯燥凝胶,并经高温煅烧制成纳米级ZrO 2粉体。
乳浊液法
这是一种比拟新颖的粉体制备方法,即乳浊液法,用这种方法可 以制得粉末性能非常好的纳米超细粉体。
将纯度>99%的ZrO(NO)・nH 0和(:NO〕- 6H 0晶体溶于蒸馏水
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中,配成一定浓度的溶液,按YO含量为3%〔摩尔分数〕分别量取两 23
种溶液并配成混合溶液。将混合液逐渐参加含3%〔摩尔分数〕乳化 剂的二甲苯溶液中,不断搅拌并经超生处理形成乳浊液。在这种乳浊 液
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