中國粉體網(wǎng)訊 純凈的氧化鋯(ZrO2)，具有高熔點和高沸點、硬度大等特點，常溫下為絕緣體、而高溫下則具有優(yōu)良的導(dǎo)電性。它也是一種弱酸性氧化物，對堿溶液以及許多酸性溶液都具有足夠的穩(wěn)定性。
納米結(jié)構(gòu)的材料則具有很大的應(yīng)用潛力，主要表現(xiàn)在機(jī)械，電學(xué)，電子，光學(xué)，生物學(xué)和催化等多方面。納米結(jié)構(gòu)的陶瓷材料可能具有超塑性，這使得高密度陶瓷在高溫發(fā)生形變成為可能。
納米級二氧化鋯具有傳統(tǒng)二氧化鋯所沒有的特殊性能，因而引起了廣泛的關(guān)注。
二氧化鋯納米粉體的幾類應(yīng)用
1.催化劑和催化劑載體
納米ZrO2粒子尺寸小，極大地增加了比表面積，使其催化活性得到很大提高。
單獨作為催化劑時具有較強(qiáng)的酸性和較高的熱穩(wěn)定性，可用于自動催化、催化加氫、聚合反應(yīng)和氧化反應(yīng)催化及超強(qiáng)酸催化劑等。
作為負(fù)載型催化劑時可與活性成分產(chǎn)生較強(qiáng)的相互作用，增大有效表面積，提高催化劑的熱穩(wěn)定性，獲得更高的催化效率。
2.氧化鋯陶瓷增韌
在陶瓷材料中摻入ZrO2時，可以抑制基體相顆粒的長大，使基體相晶粒變得均勻、細(xì)小。另外由于ZrO2具有高彈性模量，在陶瓷相變增韌過程中，可以提高相變應(yīng)力，增加斷裂韌性。
利用二氧化鋯高韌性、高耐熱沖擊性能以及低的熱膨脹系數(shù)，可以將其用于制備具有良好力學(xué)性能的精密陶瓷部件、裝甲車防護(hù)材料、發(fā)動機(jī)表面高溫材料等。
3.光學(xué)元件
ZrO2的光學(xué)性質(zhì)主要表現(xiàn)在兩個方面，一是對光的吸收，二是發(fā)光性能。是人造寶石的主要原料和光學(xué)透鏡的添加劑。
高純ZrO2作為真空鍍膜材料用于矯正因多層膜涂料所引起的攝影機(jī)透鏡的色散，以及用于防止眼鏡片的不規(guī)則反射等，也用于干式靜電復(fù)印機(jī)及各種測量儀器的
透鏡、裝潢結(jié)晶玻璃和耐熱玻璃等方面。
4.二氧化鋯涂層
納米二氧化鋯由于自身擁有納米特性，晶粒堆積緊密、氣孔率低，涂層與基體的結(jié)合性能良好，從而使其廣泛應(yīng)用于熱障涂層、高溫器件以及作為合金基底的抗磨損和抗腐蝕保護(hù)涂層等。
納米二氧化鋯熱障涂層具有細(xì)小的晶粒及納米-微米復(fù)合結(jié)構(gòu)，應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的高溫燃燒筒、汽車行業(yè)的機(jī)器零部件等；同時二氧化鋯具有生物學(xué)惰性，可以應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域作為牙科陶瓷材料。
納米二氧化鋯的制備
如何多快好省的制備二氧化鋯變成了許多企業(yè)必須直面的問題。制備二氧化鋯粉體的方法有很多，主要分為氣相法、液相法和固相法，本文就簡單介紹幾種常用的制備ZrO2納米粉體的方法。
1.化學(xué)沉淀法
化學(xué)沉淀法，是工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中使用的最多的一種，由于其成本低，工藝易于控制，一直受到廣泛的歡迎。主要用可以產(chǎn)生氫氧根的沉淀劑與鋯鹽的水溶液反應(yīng)，生成氫氧化鋯沉淀：
這種方法操作簡單，但是焙燒過程中的高溫處理，會使得到的顆粒粉體產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象，不利于得到單分散的顆粒粉體。
2.氣相法
ZrO2材料的氣相合成主要有兩種方法：化學(xué)氣相沉積(CVC)和插入氣體濃縮法(IGC)。此外，ZrO2納米顆粒還可以通過火焰噴濺法制得。
3.溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法最大的優(yōu)點是可以制備化學(xué)純凈性和最終產(chǎn)物均一性好的產(chǎn)品。在溶膠-凝膠法制備氧化鋯的過程中，起始的鋯鹽一般為氯化鋯，硝酸鋯，八水合氧氯化鋯等，以生成氧化鋯凝膠。
納米ZrO2晶體還可以通過在水溶液中的水解獲得，并且水溶液中的pH值對最終的顆粒尺寸具有重要的作用。
4.水熱和溶劑熱法
水熱法用于氧化鋯的制備，具有很長的歷史。水熱合成法制備的粉體結(jié)晶性好、粒徑較細(xì)可達(dá)到納米級、團(tuán)聚少，避免了液相合成法中最后的高溫煅燒步驟。
然而這種方法反應(yīng)過程需要高壓處理，所用設(shè)備復(fù)雜昂貴，條件比較苛刻，實際操作比較困難。
溶劑熱法是由水熱法發(fā)展而來，利用有機(jī)溶劑代替水。用溶劑熱法制得的納米粒子具有較高的晶化度和較低的團(tuán)聚現(xiàn)象。
參考來源
呂曉棠.納米級氧化鋯功能材料的制備及性能研究
楊喜銳.二氧化鋯納米粉體和涂層的制備及性能研究
梁玥.氧化鋯粉體的表面改性處理
任永國等.氧化鋯材料種類及應(yīng)用
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/漫道）
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