熱導(dǎo)率最低高溫穩(wěn)定性最好的氧化鋯陶瓷

在眾多工程陶瓷中，氧化鋯陶瓷的熱導(dǎo)率最低，高溫穩(wěn)定性最好，非常適合作耐高溫隔熱陶瓷材料，下面是科眾陶瓷廠對氧化鋯陶瓷的詳細(xì)分析。

在各類金屬氧化物陶瓷中，氧化鋯的高溫穩(wěn)定性最好，最適宜用作陶瓷涂層及高溫耐火制品；以氧化鋯為主要原料的鋯英石基陶瓷顏料是高級釉料的重要成分；氧化鋯的熱導(dǎo)率在常見的陶瓷材料中最低，而熱膨脹系數(shù)又與金屬材料較為接近，成為重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，特殊的晶體結(jié)構(gòu)，使之成為重要的電子材料。

氧化鋯陶瓷的相變增韌特性，使之成為塑性陶瓷的熱點研究對象；良好的機(jī)械性能及熱物理性能，使它成為金屬基復(fù)合材料中性能優(yōu)異的增強(qiáng)相。目前在各種金屬氧化物陶瓷中，氧化鋯陶瓷的用途僅次于氧化鋁陶瓷。

氧化鋯陶瓷圓片

氧化鋯陶瓷可通過相變增韌來獲得高的強(qiáng)度和韌性，部分穩(wěn)定氧化鋯（PSZ，陶瓷常以3%ω氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯納米粉體為原料）陶瓷是目前強(qiáng)度和韌性最高的陶瓷材料，其抗彎強(qiáng)度可達(dá)1500MPa以上，斷裂韌度KIC可達(dá)15MPa•m1/2以上，與鋼的強(qiáng)度和韌性相當(dāng)，因此被譽(yù)為“陶瓷鋼”。

PSZ陶瓷晶粒細(xì)小、強(qiáng)度高、韌性好、耐磨性高（通常比氧化鋁陶瓷高出5-10倍），且表現(xiàn)出良好的自潤滑性（在使用過程中其表面越磨越光滑，磨損率隨時間的延長呈下降的趨勢），因此，作為耐磨結(jié)構(gòu)材料在砂磨機(jī)和球磨機(jī)的內(nèi)襯和研磨體、軸承材料、柱塞、機(jī)械密封件、紡織瓷件、人工關(guān)節(jié)、表鏈表殼、圓珠筆的滾珠、日用陶瓷刀具等方面獲得了日益廣泛的應(yīng)用。
 

而全穩(wěn)定的立方相氧化鋯陶瓷（通常用8%氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯納米粉制備）雖然強(qiáng)度和韌性不如PSZ陶瓷，但由于具有良好的離子導(dǎo)電性，目前已廣泛用作氧傳感器、高溫發(fā)熱元件和高溫燃料電池的隔膜等。該陶瓷氧傳感器的一個重要應(yīng)用是監(jiān)控汽車發(fā)動機(jī)中燃料燃燒狀況，另一個重要應(yīng)用則是在鋼鐵行業(yè)中監(jiān)測煉鋼爐中氧含量。氧化鋯陶瓷還是目前唯一能在空氣環(huán)境中加熱到2000℃以上的電熱元件，也是高溫燃料電池最理想的隔膜材料。
 

備注：純氧化鋯在常溫下是只有單斜相，為了獲得其他室溫穩(wěn)定相系，需在ZrO2中添加某些氧化物作為晶型穩(wěn)定劑，如：Y2O3、CaO、Al2O3、CeO2、MgO、Sc2O3等，使氧化鋯的四方晶型或立方晶型穩(wěn)定至室溫下。