部分穩(wěn)定氧化鋯是控制加入穩(wěn)定劑的量,使其不足以達(dá)到完全穩(wěn)定而制得的。部分穩(wěn)定氧化鋯具有高強(qiáng)度和抗熱震性能,在結(jié)構(gòu)陶瓷中有著相當(dāng)廣泛的用途
氧化鋯的性能特點(diǎn):
1、氧化鋯具有熔點(diǎn)和沸點(diǎn)高、硬度大、常溫下為 絕緣體、而高溫下則具有導(dǎo)電性等優(yōu)良性質(zhì);
2、氧化鋯有3中晶型,屬于多晶相轉(zhuǎn)化物;穩(wěn)定的低溫相為單斜相;1000°時(shí),四方相逐漸形成;2370°時(shí),轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎骄唷?br/>
用途鋯是稀有金屬。它是碳化物形成元素。在煉鋼過程中,鋯是強(qiáng)有力的脫氧和脫氮元素。鋯能細(xì)化鋼的奧氏體晶粒。它和硫能化合成硫化鋯,因此能防止鋼的熱脆性。鋯還有降低鋼的應(yīng)變時(shí)效現(xiàn)象和提高鋼的低溫韌性等優(yōu)點(diǎn)。鋯在鑄鐵中的作用類似鈦??尚纬商蓟?,與硫結(jié)合形成硫化物。在冷卻時(shí)促進(jìn)石墨的生成。少量的鋯即有利于白口鑄鐵的石墨化,使白口鐵灰口化。在生產(chǎn)韌性鑄鐵時(shí)縮短退火時(shí)間。
鋯鐵紅顏料的呈色除與選用鐵的化合物種類、加入量及礦化劑的種類與加入量有重要的影響外,還與制備工藝如研磨細(xì)度、合成溫度等密切相關(guān)。影響鋯鐵紅顏料呈色的主要因素是著色劑種類與用量,氟化物種類與用量,鋯硅摩爾比,顏料煅燒溫度與保溫時(shí)間,氯化物種類與用量,硝酸鹽種類與用量影響次之。
影響鋯鐵紅呈色的主要因素是Fe2O3和氟化物的加入量,以及ZrO2:SiO2(摩爾比),次要因素是氯化物和硝酸鹽的加入量。著色劑加入量過多呈色反而不佳,氟化物可以適當(dāng)增加,ZrO2:SiO2(摩爾比)=1.1:1.0利于呈色。
鋯容易吸收氫、氮和氧氣;鋯對氧的親和力很強(qiáng),1000°C氧氣溶于鋯中能使其體積顯著增加。鋯的表面易形成一層氧化膜,具有光澤,故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性,但是溶于氫氟酸和王水。高溫時(shí),可與非金屬元素和許多金屬元素反應(yīng),生成固溶體。鋯的可塑性好,易于加工成板、絲等。鋯在加熱時(shí)能大量地吸收氧、氫、氮等氣體,可用作儲氫材料。鋯的耐腐蝕性比鈦好,接近鈮、鉭。鋯與鉿是化學(xué)性質(zhì)相似、又共生在一起的兩個(gè)金屬,且含有物質(zhì)。 [3]
地殼中鋯的含量居第19位,幾乎與鉻相等。自然界中具有工業(yè)價(jià)值的含鋯礦物,主要有鋯英石及斜鋯石。世界鋯資源主要賦存于海濱砂礦礦床中,只有少部分賦于積礦砂和原生礦中。世界鋯英砂儲量約4000萬噸,其中85%分布在澳大利亞、南非、美國、印度和前蘇聯(lián)。我國鋯礦儲量居世界第九位,總儲量為200 余萬噸,主要集中在廣東、海南、廣西和四川,而云南主要是巖礦,其它如湖南、湖北、安徽、福建、江西、遼寧等,也有一些鋯資源。
鋯對苛性堿的耐蝕性超過了鉭、鈮、鈦,還有像四氟乙烯、石墨、玻璃等也不耐強(qiáng)堿腐蝕,這是其特的特性。鋯在所有濃度直至沸騰溫度的苛性堿溶液都耐腐蝕。但熔融堿中有輕微腐蝕。如鋯在沸騰的NaOH溶液中,U形彎曲試樣表明:溫度從150℃升高至300℃,含量從50%升至85%,實(shí)驗(yàn)二十天后未出現(xiàn)裂紋,并保持原有延展性。
鋯在金屬氯化物溶液中的腐蝕性為取決于氯化物溶液的性質(zhì)。對氧化性的金屬氯化物,鋯通常不耐蝕,如氯化鐵和氯化銅,即使5%的含量,100℃也會產(chǎn)生腐蝕脆化,但對還原性的、氯化錫、氯化錳、氯化鎳、、氯化鋅、、以及海水中是耐蝕的。鋯在25%氯化鋁在沸騰的大于55%的氯化鈣中不耐蝕。在高溫酸性氯化物溶液中,鋯不會產(chǎn)生縫隙腐蝕。在沸騰的42%MgCL2溶液中,U形彎曲試樣不發(fā)生開裂,這在常用金屬中是很難得的性能。