鎂穩定氧化锆定型制品

鎂穩定氧化锆定型制品：氧化锆在地殼中約占0.026%，因爲分布分散，所以感覺少。在自然界中主要有兩(liǎng)種(zhǒng)含锆礦石：斜锆石和锆英石。斜锆石中含ZrO280%-90%，高品味可達90%-99%。锆英石中ZrO2在67%左右，主要雜質是二氧化矽。在锆礦中，常伴有0.5%-3%的帶有放射性的氧化铪等成(chéng)分，在提煉氧化锆的過(guò)程中很難將(jiāng)它分離幹淨。較純的氧化锆粉末呈黃色和灰色，高純的氧化锆粉呈白色。

氧化锆有兩(liǎng)種(zhǒng)主要的同質異晶體：低溫型的單斜結晶，密度爲5.56g/cm3；高溫型的四方結晶，密度爲6.10g/cm3.單斜與四方兩(liǎng)種(zhǒng)晶型可以互相轉化，可逆轉化的溫度在1000℃左右。伴随著(zhe)晶型化約9%的體積突變，加熱時(shí)由單斜結晶轉變爲四方結晶，體積收縮；冷卻時(shí)由四方結晶轉變爲單斜結晶，體積膨脹。

ZrO2的變體膨脹曲線和差熱分析曲線可見，這(zhè)種(zhǒng)收縮與膨脹并非發(fā)生在同一溫度，前者發(fā)生在約1200℃，後(hòu)者發(fā)生在1000℃附近。

由于氧化锆有晶型轉變和體積突變的特點，因此單用純氧化锆就(jiù)很難制造出燒結且又不開(kāi)裂的制品。當向(xiàng)氧化锆中加入适量的陽離子半徑與Zr4+離子半徑相差在12%以内的氧化物，例如氧化鈣（CaO）、氧化鎂（MgO）、氧化钇（Y2O3）、氧化铈（CeO2）等，經(jīng)高溫處理後(hòu)就(jiù)可以得到從室溫直至2000℃以上都(dōu)穩定的立方晶型的氧化锆固溶體，從而消除了在加熱或冷卻過(guò)程中的體積突變。這(zhè)種(zhǒng)立方固溶體的氧化锆就(jiù)稱爲穩定氧化锆。制備穩定氧化锆的過(guò)程就(jiù)叫(jiào)氧化锆的穩定化。上述加入的氧化物稱爲穩定劑。如圖5所示的立方氧化锆固溶體的穩定範圍，穩定劑的有效加入量爲：氧化鎂的摩爾分數爲16%-26%；氧化鈣的摩爾分數15%-29%；氧化钇的摩爾分數7%-40%；氧化铈的摩爾分數大于13%。穩定劑視具體要求，可單獨用一種(zhǒng)或同時(shí)配入幾種(zhǒng)。

氧化锆穩定化時(shí)，一般用含量大于96%的單斜氧化锆原料與穩定劑一起(qǐ)在瓷球磨筒内研磨混合8-24h，然後(hòu)加入少量結合劑，在60-100MPa壓力下壓成(chéng)坯塊。壓塊的目的是使顆粒緊密接觸，促進(jìn)固相反應，有利于均勻穩定。根據具體工藝要求，坯塊可在1450-1800℃的溫度範圍内進(jìn)行穩定化。後(hòu)把穩定料粉碎至各種(zhǒng)粒度的粉料。在1800℃穩定的坯塊不易細磨，所以一般用作模壓成(chéng)型時(shí)的骨料或者等離子噴塗用的顆粒料。