二氧化锆的性质

- 2019-04-25-

       二氧化锆是一种耐高温、耐磨、耐腐蚀的无机非金属材料。随着电子和新材料工业的发展,ZrO2不仅传统上用于耐火材料和陶瓷颜料,而且还用于电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等高科技领域。

       它的应用引起了众多学者的关注,成为当今研究和发展的热点之一。二氧化锆具有较高的熔点和沸点,高硬度,室温下绝缘,高温下导电。

       二氧化锆有三种晶型,属于多晶相变氧化物。稳定低温相为单斜晶结构(M-ZrO 2)。当温度高于1000℃时,四方相逐渐形成。c.四方相只存在到2370℃。当温度高于2370摄氏度时,出现立方相(C-Zro2)。氧化锆在加热和加热过程中体积缩小,在冷却过程中体积膨胀。因此,为了保持体积不变,需要稳定晶体的形态。常用的稳定剂有Y2O3、CaO、MgO、CeO2等稀土氧化物。这些氧化物的阳离子半径与Zr4+相似(12%以内),在ZrO 2中的溶解度很高。它们可以与ZrO 2形成单斜、四方和立方取代固溶体。通过冷却可以避免固溶体的共析分解,并在室温下保持亚稳态。较快的冷却得到的立方固溶体稳定,无相变,无体积变化。这种ZrO 2叫做稳定的二氧化锆。

       二氧化锆具有良好的化学性能。它是一种弱酸性氧化物,对碱溶液和许多酸性溶液(除热浓硫酸、氢氟酸和H3PO4外)具有较高的稳定性。ZrO2坩埚可熔化钾、钠、铝、铁等金属。它对硫化物、磷化物等也很稳定,许多硅化物熔体和熔渣对烧结ZrO2也没有影响。