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二氧化锆的性质、用途及其发展方向
郑文裕,陈潮钿,陈仲丛
(广东宇田实业有限公司 ,广东澄海 515821)
摘要:简要论述二氧化锆与新型陶瓷材料相关的物理化学性质 ,并对其在电子陶瓷、功能无线电收发机等 ),超声波振荡器 (用于潜艇音纳、鱼群探测器和测
深仪等),蜂鸣器(用于电子计算机输入功率鉴定信号机、曲调桌式电子计算机、数字显示手
表及闹钟等)及高温导体等。功能陶瓷
ZrO2在功能陶瓷中的应用主要有气体传感器 (如氧气分析仪和钢液测氧探头等 ),温度传感
器(用于电子温度表、复印机、电子透镜等 ),声音传感器(用于超声波遥控、潜艇音纳、超声
波探伤和诊断仪等 ),压力传感器 (用于应变仪、拾音器、电子血压表等 ),加速度传感器 (用于
加速度测量仪 )等高技术自动控制系统及高温固体燃料电池电介质和磁流体发动机电极等。
结构陶瓷
由于ZrO2具有耐高温、高强度、韧性好和耐腐蚀等特性 ,常温下抗压强度可达 2100MPa。
1000℃时为1190MPa。最好的亚稳定 ZrO2韧化陶瓷常温下抗弯强度可达 2000MPa,KIC可达
9MPam1/2 以上。因此,可用作空间飞行器的无润滑滚珠轴承和喷气发动机、内燃机和汽轮
机的构件(如推杆、连杆、轴承、气缸内衬和活塞帽等 )。用 ZrO2制作的密封圈、阀门、管
道等构件在化工、冶金等部门也得到广泛应用。
由于ZrO2硬度高,与电熔Al2O3相比具有更优良的耐磨性和抗破碎性,故广泛用于制作冷成形工具、整形模、拉丝模、高温挤压模、切削工具、高尔夫球棍头、研磨和磨削构件等。

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由于

ZrO2具有耐高温和抗腐蚀的特性

,它能抵抗酸性或中性熔体的侵蚀

,故广泛用作特种耐
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火材
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料、浇铸口、铸模、高温熔体流槽等。它与熔体铁或钢
不润湿,因此可用作钢水桶、钢水流槽、连续铸钢注口和钢液过滤器等。
由于复合 ZrO2(掺Y2O3或CaO)在高温下具有半导体性 ,可用作在空气中使用的高温发热元
件,最高使用温度可达 2100～2200℃。
ZrO2具有良好的光学性能 ,是人造宝石的主要原料和光学透镜的添加剂。高纯 ZrO2作为真
空镀膜材料用于矫正因多层膜涂料所引起的摄影机透镜的色散 ,以及用于防止眼镜片的不规
则反射。也用于干式静电复印机及各种测量仪器的透镜、装璜结晶玻璃和耐热玻璃等。
其它
由于ZrO2有良好的化学稳定性、高的硬度和韧性,作为生物陶瓷广泛用于人造牙、骨骼等人体构件。
用氧化锆纤维和其它颗粒、毡等多种制品制成的复合材料,可用作高温过滤材料、催化剂载体、特种电池和其它能源工业的隔膜或隔热材料。ZrO2作为高温陶瓷颜料—钒锆兰、
镨黄、铁锆红、硒镉红和高级瓷釉等在工艺陶瓷、卫生陶瓷和建筑陶瓷等行业的耗量也不断增加。3发展趋势[3,6,9,10～13]
随着电子和新材料工业的发展 ,ZrO2作为电子陶瓷、功能陶瓷、结构陶瓷和人造宝石的主
要原料,在高技术领域的应用日益扩大。随着电子工业的发展 ,对电子器件提出了微细化、高
精度和高可靠性要求。为满足这些要求