中国粉体网讯 氧化锆具有耐高温、耐腐蚀、耐磨、热稳定性好、折射率高、抗热冲击性好等优异性能，是近年来发展较快的新兴材料之一。目前，氧化锆的制备方法主要有化学法和电熔法，其中，化学法生产的高纯氧化锆具有特别优良的性能，且在生产过程中产品易于控制，但化学法工艺流程较长，分解试剂消耗量大，产品成本高，因此在普通陶瓷、耐火材料和陶瓷色釉料等领域无法得到广泛应用。
电熔氧化锆是通过一步电弧炉熔炼而获得的，具有工艺简单、流程短、生产成本低、产品性能稳定、适应工业化生产等优点，被广泛应用于陶瓷、玻璃、耐火、电子、冶金、机械、化工等领域。
电熔氧化锆的生产工艺
电熔脱硅氧化锆
电熔脱硅氧化锆工艺流程图
电熔稳定氧化锆
电熔稳定氧化锆工艺按原料可分为两种：一种是采用锆英砂为原料，在电弧炉内通过一次熔炼，完成脱硅和稳定化两道工序，称为一次熔炼法；另一种是用电熔脱硅锆为原料，与稳定剂一起混合后在电炉内熔炼形成稳定型氧化锆，称为二次熔炼法。
制备电熔稳定氧化锆的一次熔炼法工艺流程
制备电熔稳定氧化锆的二次熔炼法工艺流程
电熔氧化锆的应用
在陶瓷色釉料中的应用
陶瓷色料是最重要的陶瓷装饰材料，在陶瓷色料中，锆基色料具有呈色稳定性好、呈色力强、混溶性好和色泽纯正的特点，因此，电熔氧化锆被越来越广泛的应用在陶瓷色釉料的生产中。锆基陶瓷色料主要有锆钒蓝、锆镨黄、钒锆黄、锆铁红、锆黄等种类。在合成硅酸锆的过程中，过渡金属和稀土金属离子能进入其晶格，形成光亮稳定的色剂。
在耐火材料中的应用
电熔氧化锆是一种熔点高、化学稳定性和热稳定性好的新型高档耐火材料，被广泛应用于钢铁生产、玻璃生产、有色贵金属生产、工程陶瓷、炉衬耐火材料、磨料、色料、电子生产等行业，制作要求耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、化学稳定性好、导热系数小、硬度大、耐磨等优良性能的产品，如定径水口、锆刚玉、锆莫来石、管嘴、喷嘴、坩埚、陶瓷色料、表层涂料、磨料、磨介、工程陶瓷、窑具等。
在熔模铸造中的应用
对电熔氧化锆而言，熔模铸造也是一个主要的专用市场。如航空航天发动机涡轮发动桨片和高尔夫球棒等特制品的铸造。一般采用氧化锆作为模型涂层。锆英石因其能够与热金属合金形成实际接触，从而保护模具不受热震动影响，而在熔模铸造中得以应用。
在研磨材料中的应用
陶瓷行业中使用的抛光工具如砂轮片，在石材切割中使用的非金属刀片类产品，这些产品是将氧化锆与氧化铝按照一定配方比例混合制成粗研磨颗粒，经过热工艺处理后制成研磨轮或者涂敷在研磨工具表面，可应用于打磨钢铁及金属合金。
在高级陶瓷及特制品中的应用
对于稳定型氧化锆来说，电子部件焙烧调节板是一个主要市场，稳定氧化锆还用于氧传感器和燃料电池隔板，因为它具有使氧离子在高温条件下在晶体结构中自由移动的能力。这种高度离子传导力（以及低变电子传导力）使它成为最有潜力的电气陶瓷材料之一。化学级氧化锆常用于电熔产品，其他特制品市场包括抽吸泵和高价值部件、特种工具零件以及刹车片衬里等。宝石市场也采用全稳定立方晶相氧化钇稳定氧化锆，在珠宝业用作宝石的廉价替代品。
电熔氧化锆产业现状
电熔氧化锆的试制在国外始于20世纪50年代。首先是美国诺顿公司，此后英国Unitec陶瓷公司在70年代相继研制和开发包括稳定氧化锆在内的多种电熔氧化锆产品，并大规模生产。在国外生产电熔氧化锆的厂家主要有法国圣戈班，澳大利亚ASTRON、AFM，日本第一稀元素、昭和电工和南非的一些厂家。
中国电熔氧化锆的试制始于20世纪80年代末。首先由郑州振中电熔锆业有限公司研制成功，90年代进行了规模生产。同时澳大利亚ASTRON在中国营口建立阿斯创有限公司，生产电熔氧化锆，促进了国内电熔氧化锆行业的蓬勃发展。目前，我国电熔氧化锆生产企业有20多家，其中，规模较大的约有10余家，主要有福建三祥、英格瓷阿斯创、郑州振中、蚌埠中恒、焦作科力达等，其余还有圣戈班西普、焦作王封、莒南鲁光、郑州建嵩、上海圣德尔、漳州锦源盛、贵州龙翔、东方锆业等。电熔氧化锆产量每年以10%的速度增长。其中三祥新材目前的电熔氧化锆年产能在1.2万吨左右。
林振中.电熔氧化锆的发展、技术、应用和展望
唐蓉、郭东升等.电熔氧化锆的应用及前景
秦威、胡冬娜等.浅谈电熔氧化锆在陶瓷行业中的应用
中国有色金属工业协会主编.中国锆、铪[M]. 2014
前瞻产业研究院
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