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氧化锆砖:氧化锆陶瓷的应用和特点
来源:   作者:山东仝聚建筑节能科技有限公司  阅读:363次

氧化锆耐火砖中的氧化锆是什么?
二氧化锆(ZrO2)是由锆精矿(或工业氧化锆)经过化学处理制得。
氧化锆具有两种变体,在1000℃以下是单斜晶系氧化锆(比重是5.68),在1000℃时生产较致密的四方晶系的氧化锆(比重是6.10)。
单斜氧化锆与四方氧化锆之间的转变是可逆的快速转变,在冷却过程中该转化伴生7%的体积膨胀,易使制品产生开裂。为防止这种转变作用,必须加入稳定氧化锆结构接近的(晶系相同、离子半径相近)氧化物,如CaO、MgO、Y2O3、Nb2O3、CeO2等可以起稳定氧化锆的作用,能和氧化锆形成立方晶系溶体而使氧化锆稳定下来。通常认为,加入CaO和MgO作为稳定剂较好,而以CaO有效,MgO次之。CaO的加入量通常为3%-8%或更多一些,将混合物煅烧至1700℃,可使氧化锆稳定下来。
不稳定的氧化锆是如果制成优质耐火砖的?
制造氧化锆耐火砖用的氧化锆(ZrO2)原料有两种结晶型态,即低温型和高温型。低温型属单斜晶系,高温型为致密的四方晶系,它们在加热和冷却过程中,在930~1230℃温度范围内会发生可逆的晶型转化,并产生快速的和很大的体积变化(7~9%)。因此,直接用氧化锆作原料不可能生产出致密而又不开裂的氧化锆耐火砖。
制造氧化锆耐火砖的关键在于如何稳定氧化锆原料。在氧化锆原料中加入一定数量氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y2O3)等氧化物稳定剂,使他们在高温下与氧化锆形成立方晶系固溶体,从而消除ZrO2固有的单斜与四方晶型之间可逆转化所产生的体积突变。ZrO2MgO形成的立方晶系固溶体,在1000~1400℃温度下长期加热后发生分解而导致耐火砖破坏;固溶体虽然较稳定,但在长期加热时也会发生部分分解而使力ZrO2失去稳定作用。与上述两种固溶体相比较,ZrO2-Y2O3固溶体稳定性好。但Y2O3这类氧化物稀缺和价格昂贵,因此,目前还只能局限于制造某些具有特殊使用要求的氧化锆砖。
氧化锆耐火砖有哪些优点?
在氧化物制品系统中,氧化锆具有许多优良特性,如熔点高(2700℃),高温结构强度大,化学稳定性良好,高温蒸气压和分解压均较低,热导率小,因而可以满足高温、高真空冶炼的许多纯金属和合金所需的技术要求。
氧化锆耐火砖工作温度可以达到多少度?
氧化锆砖的极限使用温度可达2500℃,能成功地熔炼铂、钯、钌、铯等铂族贵金属及其合金,亦可用来熔炼钾、钠、石英玻璃以及氧化物和盐类等。氧化锆制品可用作高温炉衬。在铸钢工业中,由于它不被钢水所浸润,在连续铸钢过程中已成功地用作铸口砖。氧化锆热电保护管可用来测定钢水温度和熔融金属铬的温度,由于加入稳定剂后因金属离子间氧化锆砖厂家认为氧化锆的生产需要制备纯度高、分散性好、颗粒超细、粒度分布窄的粉体。超细氧化锆粉末的制备方法有很多。氧化锆的提纯主要有氯化热分解法、碱金属氧化分解法、石灰熔融法、等离子弧法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。氧化锆陶瓷与锆珠、氧化铝球、玻璃球、钢球相比,具有良好的耐磨性,正逐步取代其他研磨介质,广泛应用于涂料等行业。
  氧化锆陶瓷材料的特点如下:
  1.氧化锆的相变是氧化锆可用作结构陶瓷和功能陶瓷的理论基础。
  2.氧化锆的增韧效果:氧化锆具有增韧的特性,这是氧化锆作为结构陶瓷的理论基础。增韧的基本原理是四方氧化锆受外力(温度和应力)作用,氧化锆由四方结构向单斜结构转变会产生效应,吸收破坏能,控制裂纹的变化和扩展。
  3.氧化锆砖厂家认为氧化锆复合材料的可溶性和稳定作用:加入氧化物稳定氧化锆得到不同的相体系,为氧化锆材料在结构陶瓷中的应用提供了技术基础。亚稳四方氧化锆是氧化锆结构陶瓷应用的理论基础。
  氧化锆砖厂家认为氧化锆具有较高的断裂韧性、强度、硬度和耐磨性,表现出优异的力学性能和塑性。因此,促进了氧化锆在结构陶瓷中的快速应用和发展,被认为是一种有发展前景的新型结构材料。
  氧化锆陶瓷轴承具有耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐寒、无油自润滑、磁电绝缘等特点,可在很恶劣的环境和特殊条件下使用。目前,氧化锆陶瓷轴承已用于微冷却风机,其使用寿命和噪声稳定性优于传统球轴承和滑动轴承系统。
  目前,金属材料在我国各行业中应用广泛。由于金属材料的限制,金属腐蚀对阀门的使用寿命、可靠性和耐磨性有相当大的影响。氧化锆砖厂家认为对于阀门来说,管道的工作气候复杂,石油、天然气和储层水中硫化氢、二氧化碳和一些有机酸的出现,增加了阀门表面的破坏力,使其工作能力迅速丧失。氧化锆陶瓷阀门具有优异的耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性和抗热震性,可胜任该领域。氧化锆磨球硬度高、磨损率低、使用寿命长,可大大减少对研磨材料的污染,保证产品质量。同时,氧化锆作为研磨介质具有密度高、冲击能量强的特点,可以大大提升研磨分散效率。



发布时间:2022/3/9【打印此页】
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