欢迎光临乐陵市俊林建材有限公司!

乐陵市俊林建材有限公司

多年制造经验 专注精工品质

公司服务热线:0534-8017333 13792235028

免费咨询热线

13792235028

浅谈二氧化锆ZrO2的超细微粉的制备技术

来源:云更新 时间:2020-10-19 09:10:59 次数:

浅谈二氧化锆ZrO2的超细微粉的制备技术

二氧化锆ZrO2存在熔点跟沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则存在导电性等精良性质。锆英石的重要成分是ZrSiO4 ,个别均采取各种火法冶金与湿化学法相结合的工艺,即先采取火法冶金工艺将ZrSiO4 破坏,而后用湿化学法将锆浸出,其旁边产物个别为氯氧化锆或氢氧化锆,旁边产物再经煅烧可制得不同规格、用处的ZrO2产品,目前国内外采取的加工工艺重要有碱熔法、石灰烧结法、直接氯化法、等离子体法、电熔法跟氟硅酸钠法等。

 

用传统工艺制备的ZrO2 是ZrO2·8H2O化合物,是制备ZrO2超细粉跟其余ZrO2制品的原料。随着高机能陶瓷资料的发展跟纳米技巧的崛起,制备高纯、超细 ZrO2超轻微粉的技巧意思重大,研究其制备利用技巧已成为当前的一个热点,当初较为通用的制备技巧重要有:

 

化学共积淀法跟以共积淀为基本的积淀乳化法、微乳液积淀反应法的重要工艺路线是:以恰当的碱液如氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、尿素等作积淀剂(把持 pH≈8~9),从ZrOCl 2 ·8H 2 O 或 Zr(NO 3 ) 4 、Y(NO 3 ) 3

  (作为牢固剂)等盐溶液中积淀析出含水氧化锆 Zr(OH) 4(氢氧化锆凝胶)跟 Y(OH) 3 (氢氧化钇凝胶),再经过过滤、洗涤、干燥、煅烧(600~900℃)等工序制得钇牢固的氧化锆超轻微粉。工艺流程图如图 1 所示:此法因为设备工艺简单,生产本钱低廉,且易于获得纯度较高的纳米级超轻微粉,因此被普遍采取。目前国内大局部氧化锆生产企业,如九江泛美亚、深圳南玻、上海友特、广东宇田等,采取的都是这种方法。然而共积淀法的重要毛病是不解决超轻微粉的硬团聚问题,超轻微粉的疏散性差,烧结活性低。

 

图1 中跟积淀法工艺流程图

 

  2. 水解积淀法

水解积淀法分为锆盐水解积淀跟锆醇盐水解积淀两种方法。

 

(1)锆盐水解积淀法是长时光地沸腾锆盐溶液,使之水解生成的挥发性酸一直蒸发除去,从而使如下水解反应均衡一直向右挪动:

 

 

而后经过过滤、洗涤、干燥、煅烧等进程制得ZrO 2 超轻微粉。工艺流程图如图2所示:

 

图2 锆醇盐水解法工艺流程图

 

此法的优点是:

  (1)多少乎全为一次粒子,团聚很少;

  (2)粒子的大小跟外形均一;

  (3)化学纯度跟相结构的单一性好。

 

毛病是原料制备工艺较为庞杂,本钱较高。共积淀法跟水解积淀法的后工序都是煅烧,其温度越高,则超轻微粉的晶粒度越大,团聚水平越高。 这是因为煅烧升温进程当实现了从非晶态转变为晶态的成核进程当前便开端了晶粒长大阶段,并且晶粒中成晶结构单元的扩散速度随温度升高而增大,彼此凑近的颗粒轻易形成团聚。

 

  3. 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是被普遍采取的制备超轻微粉的方法。 它是借助于胶体疏散体系的制粉

方法,形成多少十纳米以下的 Zr(OH) 4 胶体颗粒的牢固溶胶,再经恰当处理形成包含大量水分的凝胶,后经干燥脱水、煅烧制得氧化锆超细粉。工艺流程图如图 3所示:

 

图3 溶胶-凝胶法工艺流程图

 

此法的优点:

  (1)粒度轻微,亚微米级或更细;

  (2)粒度散布窄;

  (3)纯度高,化学组成均匀,可达分子或原子标准;

  (4)烧成温度比传统方法低 400~500℃。毛病:

  (1)原料本钱高且对环境有沾染;

  (2)处理进程的时光较长;

  (3)形成胶粒及凝胶过滤、洗涤进程不易把持。

 

  4. 微乳液法(反胶束法)

微乳液法是利用多元油包水微乳液体系中的乳化液滴为微型反应器,通过液滴内反应物的化学积淀来制备纳米超轻微粉的方法。其原理如图4所示。具体制备的步骤如下:按制粉请求比例配制一定浓度的锆盐与钇盐水溶液,在恒温摇床中少量屡次地将该溶液注入含名义活性剂的有机溶液中,直至有浑浊景象呈现。以同样方法制备得氨水的反胶团溶液,而后把两种反胶团溶液在常温下混淆、搅拌、积淀、分别、洗涤、干燥,高温焙烧 2~4h,即得产品。利用该方法可制得<20nm的含钇的牢固四方相 ZrO 2 纳米粉,超轻微粉疏散机能好,散布窄,生产进程较庞杂,本钱也较高。

 

图4 微乳液法原理示用意

 

  5. 其余方法

随着研究的一直深刻,一些研究者摸索了新的制备超细粉的思路。如高温喷雾热解法、喷雾感应耦合等离子体法等,这些方法利用进步的仪器设备,生产工艺与传统化学制粉工艺截然不同,是将分解、合成、干燥甚至煅烧进程合并在一起的方法。然而这些方法在如何进一步进步传热效力,并在保障细度的前提下,如何扩大产量、降落本钱尚需进一步研究摸索。

 

从以上可能看出,制备高纯、疏散机能好、粒子超细、粒度散布窄的 ZrO 2 超轻微粉是总的发展趋势。另外,普遍的原料来源、简单的操作前提也是 ZrO 2 超轻微粉产业化大生产的必定请求。

 

投稿:李波澜