氧化锆陶瓷的简介

影响氧化锆陶瓷烧结的因素主要有原始粉料的粒度、添加剂、烧结温度和保温时间、盐类的选择及其煅烧条件、气氛和成型压力等，它们都对材料的性能有不同程度的影响。

(1)原始粉料的粒度：无论是固态或液态的烧结，细颗粒由于增加了烧结的推动力，缩短了原子扩散距离和提高颗粒在液相中的溶解度而导致烧结过程的加速。

(2)添加剂：在固相烧结中，少量添加剂（又称烧结助剂）可与主晶相形成固溶体促进缺陷增加；在液相烧结中，添加剂能改变液相的性质（如黏度、组成等），从而起到促进烧结的作用。

(3)烧结温度和保温时间：在晶体中晶格能愈大，离子结合也愈牢固，离子的扩散也愈困难，所需烧结温度也就愈高。各种晶体结合情况不同，因此烧结温度也相差很大，即使对同一种晶体烧结温度也不是一个固定不变的值。

在烧结高温阶段主要以体积扩散为主，而在低温阶段以表面扩散为主。如果材料的烧结在低温时间较长，不仅不引起致密化反而会因表面扩散改变了气孔的形状而给制黼性能带来了损害。因此从理论上分析应尽可能快地从低温升到高温以创造体积扩散的条件。

(4)盐类的选择及其煅烧条件：在某些情况下，陶瓷的原始粉料并不是直接获得，而是以盐类形式经过加热煅烧后以氧化物形式发生烧结。盐类具有层状结构，当将其煅烧分解时，这种结构往往不能完全破坏，原料盐类与生成物之间若保持结构上的关联性，那么盐类的种类、分解温度和时间将影响烧结氧化物的结构缺陷和内部应变，从而影响烧结速率与性能。

(5)成型压力：陶瓷粉料成型时往往施加一定的压力，除了使其有一定形状和一定强度外，同时也给烧结创造了颗粒间紧密接触的条件，使其烧结时扩散阻力减小。一般地，成型压力愈大，颗粒间接触愈紧密，对烧结愈有利。

以上就是为大家介绍的有关影响氧化锆陶瓷烧结的因素的分析。

我了解的烧结方式有常压烧结，热压烧结，热等静压烧结，电火花烧结之类的，不知道埋烧指的是什么。

如果就是埋在某些东西下烧的话可能是为了隔绝空气和增加压力（虽说通过这个方式增压不太可能）。隔绝空气的话是为了防止高温下陶瓷粉末和空气里面的成分发生反应。像是氧气，还有空气中的杂质都会影响最终的质量的。

一、名称 二氧化锆陶瓷，ZrO2陶瓷，Zirconia Ceramic 二、种类及特点 纯ZrO2为白色，含杂质时呈黄色或灰色，一般含有HfO2，不易分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨，氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。在常压下纯ZrO2共有三种晶态：单斜（Monoclinic）氧化锆（m-ZrO2）、四方（Tetragonal）氧化锆（t-ZrO2）和立方（Cubic）氧化锆（c-ZrO2），上述三种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化： 温度 密度 单斜（Monoclinic）氧化锆（m-ZrO2） <950℃ 5.65g/cc 四方（Tetragonal）氧化锆（t-ZrO2） 1200-2370℃ 6.10g/cc 立方（Cubic）氧化锆（c-ZrO2） >2370℃ 6.27g/cc 上述三种晶态具有不同的理化特性，在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能，通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷，如部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia，PSZ)，当稳定剂为CaO、 MgO、Y2O3时，分别表示为Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ等。由亚稳的t- ZrO2组成的四方氧化锆称之为四方氧化锆多晶体陶瓷(tetragonal zirconia polycrystal，TZP)。当加入的稳定剂是Y2O3 、CeO2，则分别表示为Y-TZP、Ce-TZP等。 三、氧化锆粉体的制备 氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体，氧化锆超细粉末的制备方法很多，氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、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。粉体加工方法有共沉淀法、溶胶一凝胶法、蒸发法、超临界合成法、微乳液法、水热合成法网及气相沉积法等。 四、氧化锆陶瓷的成型 氧化锆陶瓷的成型有干压成型、等静压成型、注浆成型、热压铸成型、流延成型、注射成型、塑性挤压成型、胶态凝固成型等。 五、氧化铬陶瓷的烧结 氧化锆陶瓷可采用的烧结方法通常有: (1)无压烧结，(2)热压烧结和反应热压烧结，(3)热等静压烧结(HIP)，(4)微波烧结， (5)超高压烧结， (6)放电等离子体烧结(SPS)， (7)原位加压成型烧结等。 六、氧化锆陶瓷的应用 在结构陶瓷方面，由于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。 在功能陶瓷方面，其优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数，主要应用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(SolidO xideFu elCe ll,SO FC)和高温发热体等领域。Zr02具有较高的折射率(N-21^22)，在超细的氧化锆粉末中添加一定的着色元素(V205, Mo03, Fe203等)，可将它制成多彩的半透明多晶Zr02材料，像天然宝石一样闪烁着绚丽多彩的光芒，可制成各种装饰品。另外，氧化锆在热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域正得到广泛应用。

四、陶瓷材料的分类

陶瓷材料已经成为一个十分庞大的家族，其分类也可依照不同的标准进行。

按性能分类：功能陶瓷、结构陶瓷

按用途分类：水泥、耐火材料、玻璃

按成分分类：氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷

先进陶瓷材料：

所有采用无机原料做成的材料都成为陶瓷材料

主要区别：（1）原料不同，大部分采用人工合成原料；

（2）在制备、成型技术与烧结工艺方面有重大革新

（3）材料的成分包括碳化物、氮化物、硼化物等

（4）材料的性能有大幅度的提高，主要应用于高科技领域。

先进陶瓷材料按其应用领域的不同可以分为工程陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷三大类。

工程陶瓷：主要包括氧化物类、氮化物类和碳化物

用于制造刀具和耐磨件，高温热电偶保护管及坩埚，集成电路基片和多层封装管壳及高频绝缘瓷体等，其用量约占结构陶瓷的一半以上。

氧化铝陶瓷（Al2O3）：氧化铝含量在85%以上的材料统称为氧化铝陶瓷，含量在99%以上的称为刚玉陶瓷。氧化铝的熔点高达2050℃，很高的硬度（莫氏硬度为九级），弹性模量为390GPa，很好的绝缘性能和低的介电常数。

主要用途：现代陶瓷可用做量具，陶瓷密封件、陶瓷刃具以及陶瓷替代金属的零部件等。

半球面型特种陶瓷片镶嵌在特种橡胶内，形成既耐磨损又耐打击的坚固的防磨层。广泛适用于火力发电厂的输煤系统及冶金、钢铁系统的烧结厂的输料、配料系统的料斗、料仓等落差高、冲击大的部位上。

电子陶瓷95、99氧化铝陶瓷，可用于各种规格的电真空陶瓷管壳及金属化和釉化产品。为生产电真空器件的厂家提供电气性能、机械性能优越的配套瓷件。

氧化锆粉体经压制成型并经过高温烧结也可以制成陶瓷，称为氧化锆陶瓷，并非只是在陶瓷粉体中加入氧化锆粉体。

当氧化铝陶瓷(Al2O3)中加入ZrO2（非稳定ZrO2）粒子形成Al2O3+ZrO2（ZrO2增韧Al2O3）陶瓷时，则由于氧化锆（ZrO2）粒子转变诱发显微裂纹可使韧性显著提高。从氧化锆ZrO2含量及粒径对Al2O3+ZrO2陶瓷韧性的影响，可以看出，对应某一氧化锆ZrO2粒径有一个最佳ZrO2含量，即此时诱发裂纹密度较高，但又不相互连接。当氧化锆ZrO2过高时，形成相互连接裂纹而使韧性下降。

还可以看出，随氧化锆ZrO2粒子走私的增大，临界氧化锆ZrO2含量下降，说明大氧化锆ZrO2粒子诱发的裂纹尺寸大，容易相互连接形成危险裂纹。将氧化锆ZrO2的t-->m相变韧化作用及由于t-->m相变而派生出来的显微裂纹韧化与残余应韧化作用引入Al2O3等基体，可使其韧性得到显著提高。氧化锆ZrO2增韧氧化铝Al2O3基体复合材料的性能与ZrO2含量的关系。

增加陶瓷韧性的主要方法：

（1）采用高纯、超细的粉末原料，改进成型和烧结工艺，从而获得结构致密、均匀的陶瓷材料。

（2）引入细小弥散分布的第二相颗粒，实现颗粒增强与增韧，其主要原理是利用两相膨胀系数的差异，在基体与第二相之间产生一个压应力，使裂纹尖端的张应力得到缓解。

（3）通过相变增韧。利用陶瓷在相变时产生的体积变化，在受到应力时诱发相变，由于产生体积变化而产生压应力，这种压应力正好抵消了裂纹尖端的拉应力从而使断裂韧性提高。

（4）纤维增强与增韧。在陶瓷中加入另一种结构上更加完好的陶瓷晶须。由于在裂纹扩展时需要把断裂面上的晶须拔出，使得阻力增加而断裂韧性增加。

1、压制成型

这是陶瓷大尺寸研磨介质的常见成型方法。主要有干压成形（粉料含水或助剂3%-7%）及等静压成型（粉料含水或助剂3%以下）。干压成型具有操作方法方便简洁、技术、资金投资少的特点，但由于压力分布不均匀而造成素坯内部分布不一致，从而影响制品的综合性能，为了提高素坯的密度，在实际生产中常采用不断增大压力的方法。但压力也不是越大越好，当超过极限压力时，压力反而会使素坯密度下降，其原因是层裂引起的。而等静压成型的坯体强度大，密度高且均匀，可以制备高性能高品质的研磨介质球。因此工业上可以采取两种方法结合制取高性能的陶瓷球。

工艺简述：粉体及各类助剂混匀后喷雾造粒，然后将粉料加入金属模具预制成球，随后将脱模后的坯体进行冷等静压处理获得球坯，使用这种工艺制备所得坯体致密度高，烧成陶瓷球密度高，品质好。等静压成型法加工设备投资大，后处理成本大，一般用于生产直径大于10mm的大尺寸高品质磨介球。

2、滚制成球

除了冷等静压成型工艺的成型工艺，滚制成球也是陶瓷球的一个重要成型方法，该法具有生产设备、原料、操作简单，球形度好，易于烧结的特点。虽然成球强度不如冷等静压强，但制备成本较低，可根据要求生产0.1mm-60mm范围内各种尺寸的球。 滚制成球有采用泥段滚制成球的，其工艺过程是：将粉体与水，粘接剂，增塑剂，润滑剂等加入炼泥机混炼成泥经陈腐形成塑性泥料，放入挤泥机挤制成泥条，并切成长度与直径相当的泥段，再放入滚球机中滚制成球坯，这种成型方法主要控制好挤泥机模头口径和切段长短就可以得到一致性较好的泥段，滚制的球坯圆度也容易控制，但由于球坯密度相对降低，需要提高烧结温度才能获得较为致密瓷体，导致晶粒异常长大，难以制取性能优异的耐磨的微晶氧化锆。 也有采用粉体直接滚制法的的，其工艺过程是：使用简单廉价的旋转滚球机，先加入预制的球坯晶种，然后边旋转喷水雾边添加陶瓷粉体，粉体不断粘附于晶种表面逐渐长大，最终得到所需尺寸的球坯。通过控制合适的滚制成型工艺参数,可获得体积密度高、圆度好、大小均匀的球坯。滚制成球的原理与搓汤圆有点异曲同工之妙，但用的不是手, 是机器.

3、滴液成球

对于很小的氧化锆研磨介质珠子（0.05mm到零点几毫米的），可以采用滴定法成型陶瓷珠生坯，举个例子韩国赛诺使用公司自制水热合成的6nm高纯超细氧化锆为原材料，通过滴定法所生产的氧化锆陶瓷微珠可低温烧结且内部无气孔，具有高致密性、高强度、高韧性、低磨耗等性能。可适用于电极材料、多层陶瓷电容器、油漆、涂料等高机能材料的分散与研磨 。

氧化锆陶瓷法兰主要采用氧化锆陶瓷成型烧结而成，具有强度高、耐磨损、耐摔、耐高温、耐腐蚀、永不生锈、抗氧化、绝缘、自身具有润滑等优异性能。

连接的主要特点是拆卸方便、强度高、密封性能好。安装法兰时两个法兰要按要求保持平行，不能碰伤法兰的密封面，并且要清理干净。要根据设计规定选用法兰垫片。

氧化锆陶瓷法兰用途主要用于铸铁管、衬胶管、非铁金属管和法兰阀门等的连接，以及工艺设备与法兰的连接。