氧化锆纳米粉料制备

钇稳定氧化锆纳米粉体制备技术

第25卷第6期 硅　酸　盐　通　报 Vol .25　No .6　2006年12月 BULLETI N OF THE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY December,2006　 钇稳定氧化锆纳米粉体制备技术研究进展 王洪升1,王　贵2,张景德1,徐廷鸿1 (1.山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室,济南　250061;2.济南大学泉城学院,济南　250061) 摘要:纳米YSZ 是一种新型的高科技材料,有着广泛而重要的用途。本文根据国内外最新研究现状及其发展趋势,综述了纳米级YSZ 的制备技术,特别就目前研究比较多的水热法和反胶团法给予了重点阐述,并就目前制备过程中存在的问题,解决方法及发展方向作了介绍。 关键词:YSZ;纳米粉体;团聚;制备 The Prepara ti on Progresses of Y SZ Nanom eter Powder WAN G Hong 2sheng 1,WAN G Gui 2,ZHAN G J ing 2de 1,XU Ting 2hong 1(Keb Lab .of L iquid Structure and Heredity of MaterialsM inisity of Educati on,Shandong University,J inan 250061,China; 2.Quancheng College of J inan University,J inan 250061,China )Abstract:U ltrafine YSZ particles are a ne w type of advanced material,which has wide and significant uses .Varieties of p reparati on and drying methods of YSZ powder were revie wed in this paper on the basis of ne w p r ogress and devel op ing trends,es pecially the hydr other mal method and the reverse m icelles were described in detail .The p r omble m s that need t o be s olvoed and the directi on in the future were given . Key words:YSZ;nanometer powder;aggregati on;p reparati on 作者简介:王洪升(19822)男,硕士.主要从事氧化锆气敏陶瓷的研究.E 2mail:wanghongsheng@mail .sdu .edu .cn Y 2O 3稳定的Zr O 2(YSZ )固体电解质,具有较高的氧离子导电性,良好的机械性能,优秀的耐氧化和耐腐蚀性[1]以及不与电极材料反应[2]等优点而成为制作氧传感器、高温固体燃料电池、压电陶瓷、铁电陶瓷以及氧泵等的主要材料,而氧化钇稳定氧化锆粉体超细的晶粒粒度、颗粒的均匀性和合理的成分配比是获得高离子电导性能和良好机械强度YSZ 固体电解质的关键。因此纳米YSZ 微粒的制备一直是纳米材料制备科学中的一个热点,目前人们研究、使用了共沉淀法,s ol 2gel 法、水热法、共沉淀-凝胶法、醇-水溶液法、共沸蒸馏技术、微波辅助法、反胶团法或微乳液法等多种制备氧化锆粉体的方法。 1　粉体的制备方法 1.1　共沉淀法 图1　化学共沉淀法工艺流程Fig .1　Flow chart of the chem ical co 2precip itation method 含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂后,所有离子同时沉 淀的方法称为共沉淀法[3]。一般在可溶性锆盐和钇盐的混合 水溶液中,加入氨水、苛性钠、(NH 4)2CO 3或尿素等碱性物质, 从而生成锆和钇的氢氧化物沉淀,然后对沉淀物经洗涤、干燥、 热处理、粉碎即得超细粉末,该法不仅工艺简单(如图1),对设备要求不高,成本低,重复性好,而且可制得各种晶型的氧化物

高温等静压烧结Al2O3-ZrO2纳米陶瓷

无机材料学报990331 无机材料学报 JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS 1999年　第14卷　第3期　VOL.14　No.3　1999 高温等静压烧结Al2O3-ZrO2纳米陶瓷 高濂　宫本大树 摘要：本工作用化学共沉淀法制备了平均晶粒尺寸约20n m的20mol% Al2O3-ZrO2复合粉体，不含有Y 2O3作为四方氧化锆的稳定剂. 粉体的煅烧温度为750C，XRD结果表明, 粉体中含100%立方氧化锆相，未发现有Al2O3结晶相存在. 该粉体用高温等静压方法, 在1000C和200MPa的条件下烧结1h，得到了平均晶粒尺寸为50 nm(TEM表征)的致密陶瓷，样品密度为理论密度的98%左右. 对样品抛光表面的XRD定量分析结果表明，其抛光表面的相组成为：55% t-ZrO2-39% m-ZrO2-6% α-Al2O3. 关键词：高温等静压烧结，氧化铝－氧化锆，纳米陶瓷 分类号：TB 323 Fabrication of Al2O3-ZrO2 Nano-Ceramics by HIP GAO Lian (State Key Lab on High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of SciencesShanghai 200050China) MIYAMOTO Hiroki (Technology Research Institute of Osaka Prefecture Osaka 594-1157 Japan) Abstract　Co-precipitation methods were used to produce 20 mol% Al2O3-ZrO2 powder, from aqueous solutions of zirconium oxychloride and aluminium chloride, followed by precipitation with ammonia. The resulting gel was calcined at 750 C. The prepared powder was sintered at 1000 C for 1 h under 200 MPa by using the hot isostatic pressing technique. TEM micrograph showed that the average grain size of the sintered body was only about 50 nm. XRD analysis on the polished surface indicated the phase composition of the nano-ceramics was 55% t-ZrO2-39% m-ZrO2-6% α-Al2O3. Key words　nano-ceramics, HIP, Al2O3-ZrO2 1　引言 著名的诺贝尔奖获得者Feynman在六十年代就曾预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使其得到大量可能的特性［1］.英国著名材料学file:///E|/qk/wjclxb/wjcl99/wjcl9903/990331.htm（第 1／5 页）2010-3-23 9:57:53

纳米氧化锆汇总

二氧化锆纳米材料 一．用途：纳米氧化锆本身是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损和低热膨胀系数的无机非金属材料,由于其卓越的耐热绝热性能，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域。 自1975年澳大利亚学者K.C.Ganvil首次提出利用ZrO2相变产生的体积效应来达到增韧陶瓷的新概念以来,对氧化锆的研究开始异常活跃。——利用其高硬度、抗磨损、耐刮擦、不燃的特性,极大的提高涂料的耐磨性和耐火效果。由于其导热系数低、并具备特殊光学性能,可用于军事、航天领域的热障涂料及隔热涂料。纳米复合氧化锆具备特殊光学性能,对紫外长波、中波及红外线反射率达85%以上;且其自身导热系数低,可提高其隔热性能。——由于不同晶型纳米氧化锆体积不同,可制备具备自修复功能的功能性涂料。 纳米复合氧化锆行业主要企业产能分布

二．目前的制备方法：化学气相沉积(CVD)法，液相法（包括醉盐水解法，沉淀法，水热法，徽乳液法，溶液姗烧法等），徽波诱导法及超声波法等几大类。 三．具体介绍方法：利用溶胶-凝胶法制备出高度有序的二氧化锆纳米管 简介：溶胶一凝胶法是指金属醉盐或无机盐经水解形成溶胶,然后使溶胶一凝胶化再将凝胶固化脱水,最后得到无机材料.在无机材料的制备中通常应用溶胶—凝胶方法,与传统的合成方法相比,具有高纯度、多重组分均匀以及易对制备材料化学掺杂等优点.该方法要使前驱体化合物水解形成胶体粒子的悬浮液(溶胶)后,成为聚集溶胶粒子组成凝胶,凝胶经过热处理得到所需的物质.溶胶—凝胶沉积法广泛用于在模板的纳米通道中制备纳米管或线.本文主要结合溶胶—凝胶法和模板合成法制备二氧化锆纳米管.由于锆的无机盐价格便宜且对大气环境不敏感[,我们利用锆的无机盐(氯化氧锆)作为前驱体溶液制备稳定的溶胶. 具体过程：

纳米氧化锆的应用

纳米级二氧化锆的应用 二氧化锆是一种具有高熔点、高沸点、导热系数小、热膨胀系数大、耐磨性好、抗腐蚀性能优良的无机非金属材料。其纳米材料因具有比较高的比表面积而有许多重要用途，近几年来已成为科研领域中的一个热点，并被广泛应用于工业生产中。由它可以制备出多种功能的陶瓷元件，在固体氧化物燃料电池热障涂层材料、催化剂载体润滑油添加剂气敏性耐磨材料等方面都有一定的应用和发展。 结构陶瓷方面，由于纳米二氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，优异的隔热性能，热膨胀系数接近于钢等优点，因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、表壳及表带、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。 钇稳定纳米二氧化锆(优锆纳米材料)粒径小，纯度99.9%，平均粒径20-40纳米，烧出来的陶瓷通透性好，表面光洁度高，适合做牙科陶瓷，刀具陶瓷，结构陶瓷，生物陶瓷。 纳米氧化锆粉体(优锆纳米)，具有纳米颗粒尺寸细、粒度分布均匀、无硬团聚和很好的球形度。生产中做到了精确控制各组分含量，实现不同组分之间粒子的均匀混合，严格控制颗粒尺寸、形态和结构，保证了产品的质量。利用该产品掺杂不同元素的导电特性，在高性能固体电池中用于电极制造，成为电池专用。 纳米氧化锆粉体（40-50纳米）分散在水相介质中, 形成高度分散化、均匀化和稳定化的纳米氧化锆液(苏州优锆纳米材料)。纳米氧化锆分散液除具有纳米粉体的特性外，还具有更高的活性、易加入等特性。纳米氧化锆分散液做到产品中纳米材料以单个纳米粒子状态存在，客户使用能用到真正的纳米材料，用出真正的纳米效果，大大提高产品的性能。纳米氧化锆分散液因为达到了完全单分散纳米状态，所以和其他材料表面接触后不是普通粉体材料的吸附，而是和化学键结合一体，所以有极高的稳定性，可以极大的提高耐水洗，耐磨、抗菌等性能，极大地发挥纳米材料的作用。

纳米氧化锆陶瓷项目可行性报告

纳米氧化锆陶瓷项目可行性报告 项目主要从事纳米氧化锆陶瓷的研发生产，预计总投资6139.25万元，其中：固定资产投资(固定资产投资)万元，占项目总投资的76.63%；流动资金1434.85万元，占项目总投资的23.37%。 预期达纲年营业收入10598.00万元，总成本费用8329.52万元，税金及附加39.55万元，利润总额2268.48万元，利税总额2637.64万元，税后净利润1701.36万元，达纲年纳税总额936.28万元；达纲年投资利润率36.95%，投资利税率42.96%，投资回报率27.71%，全部投资回收期5.11年，提供就业职位227个，经济效益和社会效益良好。

第一章项目基本情况 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx有限责任公司 （二）公司简介 在本着“质量第一，信誉至上”的经营宗旨，高瞻远瞩的经营方针，不断创新，全面提升产品品牌特色及服务内涵，强化公司形象，立志成为全国知名的产品供应商。 （三）公司经济效益分析 上一年度，xxx有限责任公司实现营业收入8876.24万元，同比增长23.90%（1712.19万元）。其中，主营业业务纳米氧化锆陶瓷生产及销售收入为7399.86万元，占营业总收入的83.37%。 根据初步统计测算，公司实现利润总额2029.17万元，较去年同期相比增长426.93万元，增长率26.65%；实现净利润1521.88万元，较去年同期相比增长267.81万元，增长率21.35%。 表1：上年度主要经济指标 项目单位指标 —————————————————————————————— 完成营业收入万元8876.24 完成主营业务收入万元7399.86

纳米氧化锆-2017.12.21

纳米氧化锆相关资料分析 第一章 项目概况 投资公司：XXXXX 有限公司 技术支持：XXXXXX 研发团队 投产项目：5nm 级氧化锆 总投资金额：2000万元 资金来源：融资方式 预计年产纳米氧化锆1200吨，单价４0万元/吨，预计年总营业额４.８亿元。 第二章 产品介绍 通常情况下Z r O 2有四种存在形式：无定形、常温下稳定的单斜晶相，常温下稳定的四方晶相（添加稳定剂），高温下稳定的立方晶相。 立方晶 四方晶 单斜晶 常规情况下：单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆，这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩，但在冷却过程中，四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆，而在1000度左右转变，是一种滞后的转变，同时伴随着体积的膨胀。为了避免回到单斜相，必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。这样，稳定的氧化锆在室温至熔点的 温 度 范围内以相同的稳定的晶型存在。 单斜晶 四方晶 预投产项目可以在温度为420度时，即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm 级别四方晶相氧化锆。在目前市场，并未有同等级别产品。但是，制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下，在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变，需研发团队出具具体技术结果。 1170o C 1000o C

二、国内因素 （1）2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨，港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。海南地区为国内主要锆矿砂资源地，海南省国土资源厅为保护当地资源，将严格控制锆英砂等矿物产量，未来国内锆英砂供给量或将减少，锆英砂价格或将在高位继续上行。（2）国内环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能，氧氯化锆价格仍将持续提升。2017年山东等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产，国内氧氯化锆供应出现短缺，价格快速上涨，最新成交价格15000元/吨，较年初9900元/吨上涨52%，随着冬季城市取暖季限产即将来临，预计氧氯化锆环保限产仍将持续，氧氯化锆价格仍将上涨。 作为生产企业投产纳米氧化锆，需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量，而锆英砂垄断性比较高，几大垄断巨头控制定价权。国内氧氯化锆生产受制于环保要求，大规模减产。所以投产纳米氧化锆需要稳定的原材料来源，以确保生产销售的稳定性。

纳米氧化锆粉体的合成与表征

纳米氧化锆粉体的合成与表征 李杰119024189 无111 1 引言 二氧化锆是制备特种陶瓷最重要的原料之一，由于其具有优良的机械、热学、电学、光学性质而在高温结构材料、高温光学元件、氧敏元件、燃料电池等方面有着广泛的应用，它是2l世纪最有发展前景的功能材料之一。而控制氧化锆前驱粒子的颗粒尺寸对制备高性能氧化锆陶瓷具有重要意义。 本研究采用水／环己烷／辛基苯基聚氧乙烯醚（Triton X-100）／正己醇四元油包水体系，通过反相微乳液法制备了纳米ZrO2粉体，用TEM,XRD等对所制备的纳米粉体进行了表征，研究了煅烧温度、pH值、陈化时间对ZrO2纳米粒子结构与性能的影响。结果表明，以单斜相为主的ZrO2纳米粉体，其晶粒尺寸可控制在20 nm左右；随着煅烧温度的提高，ZrO2的结晶程度逐渐提高；随着pH值的提高，少量四方相ZrO2全部转化为单斜相；随着陈化时间的增加，ZrO2颗粒尺寸变大。 2 结构性质 自然界的氧化锆矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。纯氧化锆的分子量为123.22，理论密度是5.89g/cm3，熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100℃左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳定，因此在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。 3 用途 3.1 ZrO2在特种陶瓷中的应用 由于高纯ZrO2具有优良的物理化学性质,当其与某些物质复合时,在不同条件下又具有对电、光、声、气和温度等的敏感特性,使其广泛用于电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等高新技术领域。 3.1.1 电子陶瓷 ZrO2在电子陶瓷中的应用主要有压电元件(如发火元件、助听器、拾音器等),滤波器(用于电视机、收录机、共电式无线电收发机等),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。

纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料特点及用途

纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料特点及用途 万景材料科技QQ：41 特殊及新型耐火材料是在传统陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来的一种新型耐高温无机材料。其中，特殊耐火材料也称高温陶瓷材料。它以高纯度、高熔点的无机非金属材料（如纳米二氧化锆VK-R30N）为基本组分，采用高温陶瓷工艺或其他特殊工艺制成，具有纯度高、熔点高、高温结构强度大、化学稳定性和热稳定性好等特性。特殊耐火材料可分为纯氧化物耐火材料（如用纳米二氧化锆VK-R30N烧结）、难熔化合物和高温复合材料三类。新型耐火材料主要是指近年发展起来的由氧化物和非氧化物复合而成的兼备氧化物和非氧化物特性的耐火材料。 相对于这些普通耐火材料而言，特殊耐火材料，如用杭州万景新材料有限公司生产的纳米二氧化锆VK-R30N烧结，可提高材料硬度、韧性、强度、表面光滑性、玉质感强提高强度达到20%以上并具有如下几个特点： (1) 特殊耐火材料的大多数材质的组成已经超出了硅酸盐的范围，纯度高，一般的纯度均在95%以上，特殊要求的在99%以上。所用的原料几乎都是化学方法提纯的化工料，而极少直接引用矿物原料。这些材质的熔点都在1728℃以上。 (2) 特殊耐火材料的制造工艺不局限于干压法，除了应用传统的注浆法、可塑法等成型工艺外，还采用了诸如等静压、热压注气相沉积、化学蒸镀、热压、熔炼、等离子喷涂、轧膜、爆炸等成型新工艺，并且成型用的原料大多采用微粒级的细粉料。 (3) 特殊耐火材料成型以后的各种坯体需要在很高温度下和在各种气氛环境中烧成，烧成温度一般均在1600-2000℃，甚至更高。烧成设备除了烧成普通耐火材料用的高温倒焰窑和高温隧道窑外，还经常使用各种各样的电炉，如电阻炉、电弧炉、感应炉等。这些烧成设备可以提供不同坯体烧成所需的气氛环境和温度。如氧化性气氛、还原性气氛、中性气氛、惰性气氛、真空等。某些特殊电炉的温度可高达3000℃以上。 (4) 特殊耐火材料的制品（如用纳米二氧化锆VK-R30N烧结）更加丰富。它不仅可以制成像普通耐火材料那样的砖、棒、罐等厚实制品，也可以制成像传统陶瓷那样的管、板、片、坩埚等薄型制品，还可以制成中空的球状制品、高度分散的不定型制品、透明或不透明制品、柔软如丝的纤维及纤维制品、各种宝石般的单晶、以及硬度仅次于金刚石的超硬制品。纳米二氧化锆VK-R30N烧结制品是以纯度大于99.99%的氧化锆(ZrO2)为原料，用高温陶瓷工艺方法或其他特殊工艺方法制成的耐火材料。 杭州万景新材料有限公司出产的耐火材料专用纳米二氧化锆（VK-R30N，粒径30nm）比表面积大，活性高，可促进耐火材料的烧结，增加致密性，且热导系数小(1000℃, 2.09W/m·℃)，线膨胀系数大(25-1500℃，9.4×10-6/℃)，高温结构强度高，1000℃时耐压强度可达1200-1400MPa。导电性好，具有负的电阻温度系数，电阻率1000℃时104Ω·cm，1700℃时6-7Ω·cm 。化学稳定性好，2000℃以下对多种熔融金属、硅酸盐、玻璃等不起作用。苛性碱、碳酸盐和各种酸(浓硫酸和氢氟酸除外)的溶液与纳米二氧化锆（VK-R30N，粒径30nm） 纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料用途： 二氧化锆坩埚用于熔炼铂、铑、铱等贵重金属及合金。氧化锆砖用于2000℃以上的高温炉衬。氧化锆不被熔融铁所润湿，可用作盛钢捅、流钢槽的内衬和连铸的水口材料。氧化锆棒体可作为发热元件，用于氧化气氛下2000-2200℃的高温炉。氧化锆固体电解质可作为快速测定钢液、铜液及炉气中氧含量的测氧探头及高温燃料电池的隔膜等。此外，稳定氧化锆可用作火焰喷涂或等离子喷涂料。

CVD制备的碳包纳米氧化锆陶瓷粉粒

３７６ 电子显微学报Ｊｃｈｉｎ．ＥｌｅｃｔｒＭ１ｃＴｏｓｃｓｏｃ ２３（４）：３７６—３７６２００４年 ｃＶＤ制备的碳包纳米氧化锆陶瓷粉粒 闫翠芬，李小莉，张晓芸，杨晓敏，贾虎生 （太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原０３００２４） 纳米氧化锆是一种极为重要的新型陶瓷材料，有其它陶瓷材料无法比拟的许多优异性能ｗ。但由于其颗粒粒径小，比表面积大，导致其表面能较高，极易形成团聚，很大程度上影响了所制备材料的性能。本文利用化学气相沉积法成功实现了对纳米氧化锆陶瓷粉粒的表面包碳，大大降低了粉粒的团聚。 纳米３Ｙ－ｚｒ０２粉体以氧氯化锫和氯化钇为主要原料，采用溶胶一凝胶法制备，所得凝胶体经５５０℃煅烧２ｈ获得。利用管式电阻炉，将已制备好的纳米３Ｙ．ｚｒ０２陶瓷粉体称量后均匀放入石英舟内并置入石英管中测温探头的正下方，向石英管中先通人氩气，流量控制为２００ｒＩｌｌ，瓶ｎ，持续２０Ｉｌｌｉｎ后，同时以不同流量比通人氧气和乙炔气体。其工艺一为：ｖ（Ａｒ），（ｃ：Ｈ２）＝１０；工艺二为：ｖ（Ａｒ），（ｃ：巩）＝１５；工艺三为：ｖ（Ａｒ），（Ｃ２屿）＝５，然后在７５０℃下保温一定时间后停止反应，在氩气的保护氛围下冷却至室温。用ｘＲＤ、ＴＥＭ、ＨＲＴＥＭ对包裹粉粒进行表征。 比较三种工艺，工艺一的包裹效果最佳。图１为工艺一的ＴＥＭ照片，可以看到颗粒的分散性较好。图２是将图１局部放大后的Ｈｆ淝Ｍ照片，从图中观察到，所得碳包纳米氧化锆陶瓷粉粒的形状为类球形，粒径约１８ｎｍ左右，且具有尺寸细小均一、分散状态良好的特性。原因是纳米３Ｙ．ｚｒｏ，粉粒表面活性较高，在此起到了催化剂的作用，使沉积到其上的碳原子易于结晶形核形成包裹层，从而起到了空间位阻的作用，有效的防止了纳米粉粒的团聚，从哪Ｍ照片中观察到包碳层已晶化。在工艺二中，乙炔的相对浓度降低，分解产生的碳原子浓度降低，不易形成较好的包裹层。图３为该条件下的ＨＲ他Ｍ照片，粉粒的分散性较好．但包裹层晶化程度不高。工艺三中，乙炔含量相对较高．反应阶段产生的碳原子浓度高．过剩的碳原子容易覆盖到纳米粉体表面上，使起催化作用的纳米粉粒活性失活，这时碳原子只能以无定形碳等形式沉积下来，同样不易形成较为理想的包裹层。从图４的ＨＲＴＥＭ照片看到，粉体的团聚较为严重。因此，存在一个最佳原料气配比（ｖ（Ａｒ），（ｃ：Ｈ２）＝１０），既保证基体粉粒上有一定的碳原子浓度，又不会产生碳原子浓度过剩，失去纳米粉体催化剂的活性，能形成较为理想的碳包裹层。与包碳前的粉体相比，包碳后粉体的ｘＲＤ衍射谱图中没有新衍射峰出现，但包碳前几个单斜相的衍射峰变弱甚至消失了，组成物为较纯的四方相氧化锆，说明包碳修饰后粉体出现了较好的晶型结构。其原因可能是电阻炉中高温反应条件下，一部分碳原子渗人到纳米粉粒中，碳原子对纳米氧化锆的四方相起到了稳定的作用，使～部分单斜相氧化锆转变为四方相氧化锆。这一结论与王大宁等”－的研究结果相一致。 参考文献： ［１］Ｐｉｃｏｎｉｃ，Ｍａｃｃａ啪Ｇ．ｚｉｒｃｏｎｉａａｓｃｅｍｔＩｌｉｃｂｉｏｍ砒ｅｄａｌ［Ｊ］．Ｂｉ啪ｍｅｄｄｓ．１９９９．２０：ｌ一２５． ［２］王大宁，粱开明．万菊林．硅酸盐学报［Ｊ］，１９９８．２６（２）：２雏２３６ 图ｌ工艺一，包裹粉体的ⅡＭ照片（Ｂ皿＝１００ｎｍ）；图２工艺一，包裹粉体的Ｈ砌ＥＭ照片（Ｂ盯；１０珊）； 图３工艺二，包裹粉体的ＨＲⅡＭ照片（Ｂ盯＝ｌＯ舢）；图４工艺三，包裹粉体的ＨＲｌＥＭ照片（Ｂａｒ；１０ｎｍ）。 基金珥目：山西省自然科学基金赍助项目（Ｎｏ．ｊ０∞１０“） 　万方数据

钇稳定氧化锆纳米粉体制备技术解析

第25卷第6期硅酸盐通报 Vol . 25No . 62006年12月BULLETI N OF THE CH I N ESE CERAM I C S OC I ETY December, 2006 钇稳定氧化锆纳米粉体制备技术研究进展 王洪升, 王贵, 张景德, 徐廷鸿1211 (1. 山东大学材料液态结构及其遗传性教育部重点实验室, 济南250061; 2. 济南大学泉城学院, 济南250061 摘要:纳米YSZ 是一种新型的高科技材料, 有着广泛而重要的用途。本文根据国内外最新研究现状及其发展趋势, 综述了纳米级YSZ 的制备技术, 特别就目前研究比较多的水热法和反胶团法给予了重点阐述, 并就目前制备过程中存在的问题, 解决方法及发展方向作了介绍。 关键词:YSZ; 纳米粉体; 团聚; 制备 The Prepara ti on Progresses of Y SZ Nanom WAN G Hong 2sheng , WAN G Gui , J , XU 2. Quancheng College of J China 1211(Keb Lab . of L iquid Structure and Heredity of MaterialsM J inan 250061, China; Abstract:U ltrafine ne advanced material, which has wide and significant uses . methods of YSZ powder were revie wed in this paper on the basis of ne w op trends, es pecially the hydr other mal method and the reverse m icelles were described in The p r omble m s that need t o be s olvoed and the directi on in the future were given . Key words:YSZ; nanometer powder; aggregati on; p reparati on

氧化锆纳米粉体的制备及其烧结性能研究

氧化锆纳米粉体的制备及其烧结性能研究

目录 第1章前言 (1) 1.1纳米材料概述 (1) 1.2纳米氧化锆及其陶瓷材料概述 (2) 1.2.1二氧化锆的结构与性质 (2) 1.2.2氧化锆纳米材料的研究进展 (5) 1.2.3纳米氧化锆粉体的制备 (6) 1.2.4氧化锆陶瓷材料的成型 (9) 1.2.5氧化锆陶瓷的烧结 (10) 1.2.6纳米氧化锆及其陶瓷的应用 (12) 1.3本课题研究目的及主要研究内容 (14) 1.3.1课题研究目的 (14) 1.3.2课题研究内容 (14) 第2章实验材料及方法 (16) 2.1实验试剂与仪器 (16) 2.2粉体制备实验步骤与流程 (17) 2.2.1实验步骤 (17) 2.2.2实验流程 (18) 2.3氧化锆陶瓷试样的制备 (20) 2.4纳米氧化锆粉体的测试与表征手段 (20) 2.4.1物相组成（X射线衍射）分析 (21) 2.4.2热重-差热(TG-DTA)分析 (21) 2.4.3红外光谱(FT-IR)分析 (21) 2.4.4形貌(TEM)分析 (22) 2.5烧结试样的性能测试 (22) 2.5.1密度的测定 (22) 2.5.2收缩率的测定 (22) 2.5.3抗弯强度的测定 (23) 2.5.4显微结构分析 (23) 第3章氧化锆纳米粉体合成工艺条件的研究与机理分析 (24) 3.1常压水热法制备氧化锆纳米粉体 (24) 3.1.1实验内容 (24)

3.1.2实验结果与讨论 (25) 3.2有机网络凝胶法制备ZrO2纳米粉体 (34) 3.2.1实验内容 (34) 3.2.2实验原理 (34) 3.2.3实验结果与讨论 (35) 3.3本章小结 (46) 第4章氧化锆纳米粉体的烧结性能研究 (47) 4.1烧结试样的密度测试与分析 (48) 4.2烧结试样收缩率的测试与分析 (50) 4.3烧结试样的抗弯强度测试与分析 (51) 4.4烧结试样的显微结构测试与分析 (52) 4.5本章小结 (57) 第5章结论 (58) 参考文献 (59) 致谢 (63) 攻读硕士期间发表论文及专利情况 (65)

纳米氧化锆陶瓷材料摩擦磨损情况研究

纳米氧化锆陶瓷材料摩擦磨损情况研究 青岛市技师学院王利利 近些年，很多学者对纳米氧化锆陶瓷的制备研究比较多，但是对其性能的研究相对较少一些。随着纳米材料的逐渐应用，尤其是医学应用领域，对其性能的要求越来越高，不仅要有良好的力学性能，还要有好的摩擦磨损性能。本文主要研究润滑条件下，纳米氧化锆陶瓷材料的摩擦磨损情况。 摩擦磨损实验用的试件是自制的3Y-TZP陶瓷块，纳米氧化锆复合粉体，在200Mpa的压力下，干压成型后再冷等静压成形，在1450oC常压烧结制备。经金刚石切割，精密磨床磨削加工后制成所需尺寸19X13X11.7。润滑液为10号机油，对磨环块是经淬火和回火处理而制成的GCr15钢环，摩擦表面也经过磨削加工并抛光。与纳米氧化锆陶瓷块对比的试件是氧化铝陶瓷块，含95%的三氧化二铝，尺寸同3Y-TZP陶瓷块。 润滑条件下的主要参数为：转速范围360转/分～840转/分，载荷（试验力）范围100N～1000N，室温，相对湿度为60%，润滑介质为10号机油。 一、摩擦系数 1.载荷对摩擦系数的影响 在10机油润滑条件下，测得的摩擦系数随载荷和转速的变化如图1所示。润滑条件下的摩擦系数明显比干摩擦时降低了很多，在0.05～0.14之间。从图中，我们可以看出来，随着法向载荷由100N到600N的逐渐增加，纳米ZrO2陶瓷材料的摩擦系数成上升趋势。因为加在试样上载荷增加了，两接触表面之间产生的摩擦力也大了，摩擦系数随着载荷的增加而上升，但是上升趋势越来越缓慢。 在转速240r/min的时候，摩擦系数随载荷变化不大，比较平稳；但是在840r/min的时候，摩擦系数随着载荷的波动变化比较大，100N至400N之间摩擦系数迅速上升，由0.0561迅速上升到0.1121，然后逐步平稳，在0.12附近波动。与其它几种常用的牙科医用材料相比，钛合金、镍铬合金在O．3左右，钴铬合金在O.25左右。A1203陶瓷的摩擦系数在0.45—0.70之间波 2 2.转速对摩擦系数的影响 从图1中，可以看出，无论载荷是多少，摩擦系数都随转速的增加而下降。分析其原因，在转速低的时候，试样与摩擦副的接触面磨合比较慢，粗糙度大，从而摩擦力就大，所以摩擦系数大；而转速高的时候，试样与摩擦副的接触面磨合迅速，表面的粗糙度小了，摩擦力就小了，所以摩擦系数就小。另外，转速增高了，摩擦表面产生了塑性变形，并且逐渐加剧，从而使接触面升温、软化，起到了润滑作用。所以，随着转速的增加，摩擦系数成下降趋势。 3.时间对摩擦系数的影响

纳米氧化锆的制备及其干燥技术_温立哲

收稿日期:2001-05-17 基金项目:广东省自然科学基金(000028);广东省教育厅自然科学研究项目资助(2000024) 作者简介:温立哲(1975-),男,2000级硕士研究生,主要研究方向为纳米氧化锆的制备. 纳米氧化锆的制备及其干燥技术 温立哲1,余忠民2,黄慧民1,周立清1,邓淑华 1 (1 广东工业大学轻工化工学院,广东广州510090 2 广东省质量监督局,广东广州510240) 摘要:纳米氧化锆是一种新型的高科技材料,由于其具有很多特殊的性质,因而有着广泛而重要的用 途 本文根据国内外研究制备纳米氧化锆的最新进展和其发展趋势,综述了纳米氧化锆的各种制备 的方法和干燥技术,并提出目前制备中存在的问题 关键词:纳米材料;氧化锆;干燥 中图分类号:TQ134.12 文献标识码:A 文章编号:1007-7162(2002)01-0063-07引 言 纳米级材料是指晶粒尺寸在0 1nm 到100nm 之间处于原子簇和宏观物体交接区域的超细微粒,由于纳米结构单元的尺度与物质中许多特性长度,如电子的德布洛意波长、超导相干长度、隧穿热垒厚度、铁磁性临界尺寸等相当,从而导致了纳米材料具有了不同于微观的原子、分子,也不同于宏观物体的物理化学特性 二氧化锆是一种具有高熔点(2700 )和高沸点、导热系数小、热膨脉系数大、耐高温、耐磨性好、抗蚀性能优良的金属氧化物材料 纳米级二氧化锆粉体材料因具有某些独特性能,如常温下为绝缘体,高温下则具有导电性、敏感特性、增韧性等 目前已用于制造结构陶瓷(如反应堆包套、航空发动机的排杠、汽缸内衬等)、功能陶瓷(如气体、温度、湿度、声传感器等)、压电陶瓷、电子陶瓷(如电容器、震荡器、蜂鸣器、调节器、电热组件等)、生物陶瓷、高温燃料电池、高温光学组件、磁流体发电机电极等高科技产品 有研究表明:100nm 的ZrO 2在拉伸疲劳试验中晶粒出现了300%的超塑性,由于晶粒粒径的减小,材料性能有了数量级的提高,烧结温度大大下降 作为添加剂它能使脆性材料增韧,韧性材料强度更强,使陶瓷材料的脆性问题可望得到解决 由于ZrO 2的化学稳定性好,表面同时具有酸性和碱性,同时拥有氧化性和还原性,又是 型半导体,易产生氧空穴,用作催化剂载体可与活性组份产生较强的相互作用 另外由于超细粒子具有高的比表面积和丰富的表面缺陷,所以超细Zr O 2在催化领域的应用前景广阔 因此研究纳米氧化锆的制备应用技术意义重大,已成为目前科技工作者关注和研究的热点[1],这也是我国九五规划重点发项目之一,以下就其制备和干燥技术进行介绍 1 纳米ZrO 2制备方法 纳米微粒的制备方法一般可分为物理方法和化学方法,化学法又可分为气相化学法和液相第19卷第1期 2002年3月广东工业大学学报Journal o f Guangdong University of Technology Vol 19No 1 March 2002

纳米二氧化锆在催化领域中的应用

纳米二氧化锆在催化领域中的应用 二氧化锆由于其高韧性，在功能结构陶瓷领域得到了广泛应用，同时二氧化锆作为一种同时具有酸性、碱性、氧化性和还原性的金属氧化物，其特点和性质，使纳米二氧化锆在催化领域中具有十分重要的科研价值与应用前景。近年来，对它的研究甚多，有的研究结果已应用于工业实践，并取得了较好的效果。 1 纳米二氧化锆催化剂 zr02表面同时具有酸性和碱性，因此它也同时具有氧化性和还原性，既可作为催化剂，也可作为催化剂载体使用。 1．1纳米二氧化锆单一催化剂 纳米二氧化锆催化剂在一氧化碳加氢合成异丁烯、二氧化碳加氢生成甲醇等方面有重要应用。且纳米二氧化锆的制备方法对二氧化锆的物理性质和催化性能有较大的影响。 催化剂的酸碱性表征结果表明，酸碱性对催化剂的催化性能影响很大，催化剂上适宜的酸碱数量和酸碱比例是影响其催化cO加氢合成异丁烯性能的非常重要的因素。Liu X M等“将纳米ZrO2。催化剂应用于c02加氧生成甲醇的反应，实验结果表明，在c0。加氢的反应中，c02表现出很高的转化率，使用纳米Zr02。为催化剂制备得到甲醇，同时也表现出很高的选择性。Masaru Watanabe…研究了在超临界水中，以纳米二氧化锆（VK-R30，生产商：宣城晶瑞新材料有限公司）作催化剂对生物体中的葡萄糖和纤维素加氢的反应。在同样条件下，对比了只加碱金属，不加催化剂的实验。结果表明，用二氧化锆作催化剂的加氢产量增加了2倍。 2纳米二氧化锆复合催化剂 采用不同方法制备的不同的纳米二氧化锆复合催化剂在结构、物化性质、催化活性及反应选择性上有较大的差异。 高志华等同利用完全液相法制备了CuO／ZrO2：浆状催化剂，并考察了cuo／zr02催化剂上cO加氢反应的性能。结果表明，此方法制备的CuO／Zr02浆状催化剂具有与传统方法制备的固体催化剂相似的相结构；利用共沸蒸馏法进行表面处理后，CuO／ZrO2。催化剂分散均匀且易于还原。CuO／ZrO2：浆状催化剂用于co加氢反应时，不需另外添加甲醇脱水剂就可以直接合成二甲醚，在473K时CuO／Zr02对二甲醚的选择性达到92．1％，并且在15d的反应中催化剂呈现出良好的稳定性。 王心晨等采用溶胶一凝胶技术制各了系列Ti02-Zr02复合催化剂，考察了制备方法、ZrO2：添加量及焙烧温度等对反应活性的影响。结果表明，以锆的无机盐为前驱体采用混胶法制备的Ti02-ZrO2。复合催化剂的光催化活性。同时兼有制备成本低、无自身环境污染等优点。在Ti02光催化剂中添加适量ZrO2。粒子可以改善催化剂的抗烧结、抗失活性能以及光催化性能，ZrO2。添加量为12％(wt)。然而，ZrO2。粒子的引入不利于乙烯深度光催化氧化。

氧化锆粉体制备及其应用

氧化锆粉体制备及其应用摘要: 本文重点介绍了氧化锆陶瓷原料制备工艺和性能覆其在蛄构瓷、功 能瓷、颜料与宝石、涂层、纤堆和耐火材料等方面的应用。对如何使氧化铬畸瓷产 业化远一问题，提出了自己的见解。 关键词：氧化锆；高性能陶瓷；制备；应用 Abstract:This paper focuses on the zirconia ceramic material preparation process and performance review of its structure in the mantis porcelain, functional ceramics, pigments and precious stones, coating, fiber and other aspects of heap and refractory applications. Chromium oxide on how to make porcelain produced abnormal Much a problem of industry, put forward their own views. Keywords: zirconia; high-performance ceramics; preparation; application 一、引言 随着科学技术的发展，人们对材料的需求也在不断地提高。当今世界新型陶瓷的发展趋向是：原料超细化(含纳米级细度)，发展了材料复台、成型与烧结工艺、制品的后处理(包括制品后加工及其与其他材料联接等)和相应的测试方法。氧化锆陶瓷也与其他新型陶瓷一样，随着新工艺、新技术的运用，进一步充分发挥了它高熔点、比重大、耐腐蚀、耐磨损、低导热、半导体及相变等特点，世界各国都给予高度重视，在功能和结构等各个领域中，都起着重大作用。下面就ZrO2陶瓷材料及倒品的有关情材料多功能化、轻质高强化和材料结构梯度化。为此也相应地况作简单概述，供有关人士参阅。 ZrO2具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。上个世纪二十年代开始就被用来作为熔化玻璃、冶炼钢铁等的耐火材料，从上个世纪七十年代以来，随着对ZrO2有了更深刻的了解，人们进一步研究开发ZrO2作为结构材料和功能材料。1975年澳大利亚R．G．Garvie以CaO为稳定剂制得部分稳定氧化锆陶瓷（Ca-PSZ），并首次利用ZrO2马氏体相变的增韧效应提高了韧性和强度，极大的扩展了ZrO2在结构陶瓷领域的应用。1973年美国R．Zechnall， G．Baumarm，H．Fisele制得ZrO2电解质氧传感器，此传感器能正确显示汽车发动机的空气、燃料比，1980年把它应用于钢铁工业。1982年日本绝缘子公司和美国Cummins发动机公司共同开发出ZrO2节能柴油机缸套。自此，ZrO2高性能陶瓷的研究和开发获得了许多进展。 二、ZrO2粉体的制备方法 2．1 微粉制备

纳米超细高纯二氧化锆的性能、发展及应用简述

纳米超细高纯二氧化锆的性能、发展及应用简述 《纳米新材料应用技术》 2013年02月第3期王航 一、高纯二氧化锆性质简述 高纯二氧化锆（VK-R50）为白色粉末。熔点高达 2680℃, 导热系数、热膨胀系数、摩擦系数低, 化学稳定性高, 抗蚀性能优良, 尤其具有抗化学侵蚀和微生物侵蚀的能力。大量用于制造耐火材料、研磨材料、陶瓷颜料和锆酸盐等。从结构上看, 二氧化锆由于其具有酸性和碱性表面中心, 因而是一种理想的酸基双功能催化材料, 在催化领域起重要作用。二氧化锆还具有独特的相变增韧性, 这使二氧化锆陶瓷不仅强度高, 断裂韧性也很大。同时, 二氧化锆具有高温氧离子导电性, 这一点在氧传感器中得以应用。 高纯二氧化锆有三种晶型〔1〕: 低温为单斜晶系, 相对密度为 5. 65g /cm3; 高温为四方晶系, 相对密度为 6.10g/cm3更高温度下转变为立方晶系, 相对密度为6.27g/cm3。 单斜氧化锆（VK-R50）加热到 1170℃时转变为四方氧化锆, 这个转变速度很快并伴随 7%～ 9% 的体积收缩。但在冷却过程中, 四方氧化锆往往不在1170℃转变为单斜氧化锆, 而在 1000℃左右转变, 是一种滞后的转变, 同时伴随着体积膨胀。 在固定组成陶瓷基体中, 二氧化锆的相变温度随粉体颗粒直径的减小而降低, 在冷却过程中大颗粒先发生转变, 小颗粒在较低温度下发生转变,当颗粒足够小时能够提高材料强度的四方二氧化锆（VK-R50Y3）可以保存到室温, 甚至室温以下。因此, 减小氧化锆粉体粒度对于提高材料强度是非常有利的。 二、二氧化锆的发展历程 拥有国际一流纳米、新材料产品，为客户提供最优质服务。正是坚持这样的目标，杭州万景新材料有限公司推出超细高纯纳米二氧化锆粉体VK-R50。 自从1975年澳大利亚学者K.C.Ganvil首次提出利用Zr 2 O(VK-R50Y3)相变同时产生 的体积效应来达到增韧陶瓷的新概念以来，对ZrO 2 陶瓷用作结构材料的研究就十分活跃， 从相变结晶学、热力学、增韧机理及材料制备系统与工艺等方面入手，企图使ZrO 2 陶瓷 材料或用ZrO 2 (VK-R50Y3)增韧后的陶瓷发挥更大的效用。目前研究报导较多的材料系统 并具有一定效果的有:部分稳定氧化锆(VK-R50Y3);多晶四方ZrO 2 (VK-R50Y5);氧化锆增 韧氧化铝(VK-L30);氧化锆增韧莫来石(ZTM);增韧Si 3N 4 、SiC及超塑性氧化锆等几方面， 其他增韧ALN、堇青石、尖晶石等亦有报导。由于ZrO 2相变增韧使Al 2 O 3 、莫来石、SiN 4 、 SiC的断裂性能亦有不同程度的提高，Si 3N 4 的材料Kic从4.8一5.8提高至7左右，Al 2 O 3 材料KiC。由4.5提高到9.8。为这些材料的进一步应用提供了力学性能上的保证。 早在1789年Klaproth就从宝石中提炼出了二氧化锆，但直到本世纪40年代才作为燃气灯罩应用于工业中。此后，相继在耐火材料、着色及磨料中得到应用。近十年来，研制出了具有良好韧性及多功能性的新产品，因而陶瓷的应用数量增加，所涉及到的领域也在不断扩大。 二氧化锆（VK-R50）是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良导电性能的无机非金属材料，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域，直到上世纪70年代中期以来，国际上欧美日先进国家竟相投入具资研究开发氧化锆生产技术和氧化锆系列产品生产,进一步将氧化锆的应用领域扩展到结构材料和功能材料，同时氧化锆也是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料之一，目前正广泛地被应用于各个行业中。