镁稳定氧化锆定型制品

镁稳定氧化锆定型制品：氧化锆在地壳中约占0.026%，因为分布分散，所以感觉少。在自然界中主要有两种含锆矿石：斜锆石和锆英石。斜锆石中含ZrO280%-90%，高品味可达90%-99%。锆英石中ZrO2在67%左右，主要杂质是二氧化硅。在锆矿中，常伴有0.5%-3%的带有放射性的氧化铪等成分，在提炼氧化锆的过程中很难将它分离干净。较纯的氧化锆粉末呈黄色和灰色，高纯的氧化锆粉呈白色。

氧化锆有两种主要的同质异晶体：低温型的单斜结晶，密度为5.56g/cm3；高温型的四方结晶，密度为6.10g/cm3.单斜与四方两种晶型可以互相转化，可逆转化的温度在1000℃左右。伴随着晶型化约9%的体积突变，加热时由单斜结晶转变为四方结晶，体积收缩；冷却时由四方结晶转变为单斜结晶，体积膨胀。

ZrO2的变体膨胀曲线和差热分析曲线可见，这种收缩与膨胀并非发生在同一温度，前者发生在约1200℃，后者发生在1000℃附近。

由于氧化锆有晶型转变和体积突变的特点，因此单用纯氧化锆就很难制造出烧结且又不开裂的制品。当向氧化锆中加入适量的阳离子半径与Zr4+离子半径相差在12%以内的氧化物，例如氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）、氧化钇（Y2O3）、氧化铈（CeO2）等，经高温处理后就可以得到从室温直至2000℃以上都稳定的立方晶型的氧化锆固溶体，从而消除了在加热或冷却过程中的体积突变。这种立方固溶体的氧化锆就称为稳定氧化锆。制备稳定氧化锆的过程就叫氧化锆的稳定化。上述加入的氧化物称为稳定剂。如图5所示的立方氧化锆固溶体的稳定范围，稳定剂的有效加入量为：氧化镁的摩尔分数为16%-26%；氧化钙的摩尔分数15%-29%；氧化钇的摩尔分数7%-40%；氧化铈的摩尔分数大于13%。稳定剂视具体要求，可单独用一种或同时配入几种。

氧化锆稳定化时，一般用含量大于96%的单斜氧化锆原料与稳定剂一起在瓷球磨筒内研磨混合8-24h，然后加入少量结合剂，在60-100MPa压力下压成坯块。压块的目的是使颗粒紧密接触，促进固相反应，有利于均匀稳定。根据具体工艺要求，坯块可在1450-1800℃的温度范围内进行稳定化。后把稳定料粉碎至各种粒度的粉料。在1800℃稳定的坯块不易细磨，所以一般用作模压成型时的骨料或者等离子喷涂用的颗粒料。