精細陶瓷所用的穩定和部分穩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
二氧化鋯是一種很的高科技生物材料。生物相容性好,優于各種金屬合金,包括黃金。二氧化鋯對牙齦無、無反應,很適合應用于口腔,避免了金屬在口腔內產生的、、腐蝕等不良反應。
氧化鋯性能具體有哪些:
1、熔點高:氧化鋯的熔點為2715℃,較高的熔點以及化學惰性使氧化鋯可作為較好的耐火材料;
2、硬度大、耐磨性好:氧化鋯陶瓷具有較大的硬度和較好的耐磨性;而從具體數據來看,氧化鋯陶瓷莫氏硬度在8.5左右,非常接近藍寶石9的莫氏硬度,而聚碳酸酯的莫氏硬度只有3.0,鋼化玻璃的莫氏硬度5.5,鋁鎂合金的莫氏硬度6.0;
3、低熱導率、低膨脹系數:氧化鋯的熱導率在常見陶瓷材料中較低,熱膨脹系數與金屬接近。因此,氧化鋯陶瓷適宜做結構陶瓷材料,如氧化鋯陶瓷手機外觀結構件。
氧化鋯的特點:
1、穩定氧化鋯制作的泡沫陶瓷可用于高溫合金的過濾,泡沫陶瓷應用于鋼水連鑄的過濾并取得了良好的凈化效果;
2、由于穩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、魚刀、剪刀、高爾夫球棍頭等;
3、穩定型二氧化鋯強度高、韌性好, 因此,可用來制造發動機構件,如推桿、連桿、軸承氣缸內襯、活塞帽等;
4、穩定氧化鋯,具備半導體性和敏感特性,可制成高溫燃料電池固體電解質隔膜等。
用途鋯是稀有金屬。它是碳化物形成元素。在煉鋼過程中,鋯是強有力的脫氧和脫氮元素。鋯能細化鋼的奧氏體晶粒。它和硫能化合成硫化鋯,因此能防止鋼的熱脆性。鋯還有降低鋼的應變時效現象和提高鋼的低溫韌性等優點。鋯在鑄鐵中的作用類似鈦。可形成碳化鋯,與硫結合形成硫化物。在冷卻時促進石墨的生成。少量的鋯即有利于白口鑄鐵的石墨化,使白口鐵灰口化。在生產韌性鑄鐵時縮短退火時間。
鋯鐵紅顏料的呈色除與選用鐵的化合物種類、加入量及礦化劑的種類與加入量有重要的影響外,還與制備工藝如研磨細度、合成溫度等密切相關。影響鋯鐵紅顏料呈色的主要因素是著色劑種類與用量,氟化物種類與用量,鋯硅摩爾比,顏料煅燒溫度與保溫時間,氯化物種類與用量,硝酸鹽種類與用量影響次之。
影響鋯鐵紅呈色的主要因素是Fe2O3和氟化物的加入量,以及ZrO2:SiO2(摩爾比),次要因素是氯化物和硝酸鹽的加入量。著色劑加入量過多呈色反而不佳,氟化物可以適當增加,ZrO2:SiO2(摩爾比)=1.1:1.0利于呈色。
從鋯基色料的開發歷史來看,釩鋯蘭早被發現, 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。反應過程中著色氧化物( PrO和 V2O5)以氣態形式擴散并遷移到氧化鋯表面反應形成固溶體。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,存在兩個相,其中發色的化合物或膠態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、鹵化物等發生反應形成揮發性氣體,故難以依靠自身擴散遷移來完成反應,通過自身遷移到反應帶同鋯結合。 [4]
鋯(Zirconium)是一種化學元素,它的化學符號是Zr,它的原子序數是40,是一種高熔屬,呈淺灰色。密度6.49克/立方厘米。熔點1852±2.001℃,沸點4377℃。化合價+2、+3和+4。電離能6.84電子伏特。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,可溶于氫氟酸和王水,高溫時,可與非金屬元素和許多金屬元素反應,生成固體溶液化合物。詞條詳細介紹了鋯的發現歷史、發展歷史、物理化學性質、制取方法、含量分布、用途、安全措施等等。
鋯對苛性堿的耐蝕性超過了鉭、鈮、鈦,還有像四氟乙烯、石墨、玻璃等也不耐強堿腐蝕,這是其特的特性。鋯在所有濃度直至沸騰溫度的苛性堿溶液都耐腐蝕。但熔融堿中有輕微腐蝕。如鋯在沸騰的NaOH溶液中,U形彎曲試樣表明:溫度從150℃升高至300℃,含量從50%升至85%,實驗二十天后未出現裂紋,并保持原有延展性。
鋯在金屬氯化物溶液中的腐蝕性為取決于氯化物溶液的性質。對氧化性的金屬氯化物,鋯通常不耐蝕,如氯化鐵和氯化銅,即使5%的含量,100℃也會產生腐蝕脆化,但對還原性的、氯化錫、氯化錳、氯化鎳、、氯化鋅、、以及海水中是耐蝕的。鋯在25%氯化鋁在沸騰的大于55%的氯化鈣中不耐蝕。在高溫酸性氯化物溶液中,鋯不會產生縫隙腐蝕。在沸騰的42%MgCL2溶液中,U形彎曲試樣不發生開裂,這在常用金屬中是很難得的性能。
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