中國(guó)粉體網(wǎng)訊 電熔氧化鋯屬于新興無機(jī)非金屬材料，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高韌性、高耐磨性及耐腐蝕性等特點(diǎn)，主要應(yīng)用于耐火耐磨材料、陶瓷色釉料、核級(jí)鋯材和先進(jìn)陶瓷等領(lǐng)域。
氧化鋯按制作工藝的不同，分為化學(xué)法氧化鋯和電熔法氧化鋯兩種。而電熔法是目前氧化鋯的主要生產(chǎn)工藝之一，由于成本優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品質(zhì)量的逐步提升，其用量逐年上升。
電熔氧化鋯的生產(chǎn)工藝
電熔氧化鋯的生產(chǎn)過程是脫硅過程和穩(wěn)定化過程的集合，以鋯英石為原料，以石墨為還原劑，加入少量的催化劑或者穩(wěn)定劑，在電弧爐的高溫作用下根據(jù)ZrO2、SiO2的熔點(diǎn)差異，使鋯英砂分解還原并除去硅、鈦、鐵、鋁等雜質(zhì)元素，最后生成氧化鋯和硅微粉，氧化鋯經(jīng)壓縮空氣噴吹成球狀，再經(jīng)過后期粉碎工藝加工處理，分級(jí)包裝后入庫。
來源：凱盛科技
電熔法制備的一般是單斜氧化鋯或全穩(wěn)定氧化鋯，若要得到部分穩(wěn)定氧化鋯還要對(duì)電熔氧化鋯產(chǎn)品進(jìn)行熱處理。
單斜電熔氧化鋯的晶型為單斜型，半穩(wěn)定型氧化鋯晶型為單斜、四方和立方3種晶型混合存在。
半穩(wěn)定型氧化鋯分為釔穩(wěn)定鋯、鈣穩(wěn)定鋯、鎂穩(wěn)定鋯、鋁穩(wěn)定鋯、復(fù)合穩(wěn)定鋯等，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、玻璃、陶瓷、有色金屬、電子、航空航天等行業(yè)。用于制作定徑水口、連鑄三大件、噴嘴、陶瓷過濾網(wǎng)、坩堝、高溫窯具、爐襯耐火材料、電子承燒板等。
電熔氧化鋯的晶粒粗，惰性大，燒成收縮小，不易燒結(jié)（燒結(jié)溫度高于1800℃），與燒結(jié)法生產(chǎn)的穩(wěn)定鋯相比，電熔法生產(chǎn)的穩(wěn)定鋯有致密程度大，熱穩(wěn)定性好，不易脫溶等特點(diǎn)。此外，由于電熔鋯是干法生產(chǎn)，其粒度都是機(jī)械加工的，所以與濕法生產(chǎn)的化學(xué)鋯相比，不能人工控制晶粒尺寸，也不能生產(chǎn)納米級(jí)粉體。
高純電熔氧化鋯，來源：凱盛科技
電熔氧化鋯的應(yīng)用
1、陶瓷色釉料
在陶瓷工業(yè)中，衛(wèi)生陶瓷、餐具、墻地磚生產(chǎn)都需要色釉料來裝飾，這些釉料可耐高溫煅燒加工，而氧化鋯主要用來制備鐠黃、釩藍(lán)以及鋯鐵紅等顏料。
在陶瓷色料鋯鐵紅和釩鋯黃的生產(chǎn)中，化學(xué)鋯生產(chǎn)出來的產(chǎn)品比電熔鋯發(fā)色明顯鮮艷很多，且高溫穩(wěn)定性能好，處于對(duì)成本的考慮，部分廠家通常都是兩種氧化鋯搭配起來使用。對(duì)于釩鋯黃產(chǎn)品，由于其是通過釩粘附在鋯晶體的六角形邊緣上，而不是包裹類型的結(jié)構(gòu)，提高氧化鋯的表面活性是提高釩鋯黃產(chǎn)品性能的唯一途徑，因此表面活性好的化學(xué)氧化鋯非常適合釩鋯黃的生產(chǎn)。
而隨著電熔氧化鋯工藝的進(jìn)步，出現(xiàn)了電熔氧化鋯逐漸取代化學(xué)氧化鋯的趨勢(shì)，比如，釩鋯藍(lán)、鋯鐠黃主要使用電熔鋯來制取。但是化學(xué)鋯在鋯基顏料上仍然是不可替代的，比如，其在仿古磚釉料的發(fā)色性能明好于電熔鋯產(chǎn)品，高溫穩(wěn)定性非常好，黃度值至少比電熔鋯產(chǎn)品高10％以上。
2、先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域
●制備鈰鋯復(fù)合氧化物，用于汽車尾氣凈化催化劑。鈰鋯復(fù)合氧化物具有較高的儲(chǔ)氧能力，在汽車尾氣催化劑中起到調(diào)節(jié)空燃比的重要作用。
●用于電子陶瓷元器件的燒成用承燒板，具有耐高溫、強(qiáng)度高、熱震穩(wěn)定性好、高溫化學(xué)穩(wěn)定好、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，與承燒陶瓷元件不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和粘連，保證電子陶瓷產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和一致性，提高燒成產(chǎn)品的合格率。穩(wěn)定氧化鋯還用于氧傳感器和燃料電池隔板，因?yàn)樗哂歇?dú)特的、使氧離子于高溫條件下自由在晶體結(jié)構(gòu)中移動(dòng)的能力。這種高度的離子傳導(dǎo)力(以及低變的電子傳導(dǎo)力)使它成為最有用的電氣陶瓷材料之一。
●鋯基汽車剎車片：隨著國(guó)內(nèi)家用車普及率越來越高，該領(lǐng)域需求仍有很大的上升空間。三祥新材電熔氧化鋯在鋯基剎車片應(yīng)用已深耕多年，已獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)客戶訂單，銷售量逐年增大。
陶瓷基剎車片
來源：徐子勤等《陶瓷基剎車片的研制及應(yīng)用》
3、研磨材料
電熔鋯加入氧化釔壓制成型在高溫下燒結(jié)，提高整體強(qiáng)度和密度，制成研磨材料，具有優(yōu)異的硬度、極好的韌性、耐沖擊性能，主要用于高硬度物料的超細(xì)研磨及分散，包括電子陶瓷、磁性材料、氧化鋁、氧化硅、硅酸鋯、鈦白粉、醫(yī)藥食品、顏料、染料、油墨、特種化工等行業(yè)。此外，氧化鋯與氧化鋁混合熔煉制成鋯剛玉粗研磨顆粒料用其生產(chǎn)的鋯剛玉磨料及模具，可用于打磨鋼鐵和金屬合金，其磨削效率較普通磨具可提高2～6倍。
4、其他領(lǐng)域的應(yīng)用
●耐火材料
電熔氧化鋯有兩個(gè)主要的耐火市場(chǎng)。一個(gè)是鋼鐵行業(yè)中的鑄鋼耐火材料，特別是生產(chǎn)等靜壓成形產(chǎn)品；另一個(gè)是特種玻璃行業(yè)用電熔燒注法生產(chǎn)的（氧化鋁-氧化鋯-氧化硅AZS）耐火材料。
●熔模鑄造
熔模鑄造是電熔氧化鋯另一個(gè)主要的專用市場(chǎng)。如航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪發(fā)動(dòng)槳片和高爾夫球棒等特制品的鑄造，一般采用氧化鋯作為模型涂層。鋯英石因其能夠與熱金屬合金形成實(shí)際接觸，從而保護(hù)模具不受熱震動(dòng)影響，而在熔模鑄造中得以應(yīng)用。
電熔氧化鋯市場(chǎng)現(xiàn)狀
近幾年，電熔鋯在陶瓷磨介、陶瓷刀具等陶瓷結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域的應(yīng)用不斷取得突破，在剎車片、涂層、氧化鋯復(fù)合材料等方面的應(yīng)用研究也不斷取得進(jìn)展，應(yīng)用領(lǐng)域有望進(jìn)一步拓寬。
我國(guó)對(duì)電熔氧化鋯材料的規(guī)模化生產(chǎn)時(shí)間較晚，直到20世紀(jì)80年代才進(jìn)入規(guī)模化生產(chǎn)。首先由鄭州振中電熔鋯業(yè)有限公司研制成功，90年代進(jìn)行了規(guī)模生產(chǎn)。同時(shí)澳大利亞ASTRON在中國(guó)營(yíng)口建立阿斯創(chuàng)有限公司生產(chǎn)電熔氧化鋯，促進(jìn)了國(guó)內(nèi)電熔氧化鋯行業(yè)的蓬勃發(fā)展。
目前主要生產(chǎn)的企業(yè)包括福建三祥、英格瓷阿斯創(chuàng)、鄭州振中、蚌埠中恒、焦作科力達(dá)、國(guó)瓷材料、東方鋯業(yè)等，其中蚌埠中恒與福建三祥的市場(chǎng)份額約占全國(guó)產(chǎn)能的50%，是毫無疑問的市場(chǎng)龍頭企業(yè)。
蚌埠中恒
蚌埠中恒是凱盛科技的全資子公司，其采用擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“超細(xì)高純電熔氧化鋯規(guī)�；苽涔に嚒保a(chǎn)出純度達(dá)99.4%以上的電熔氧化鋯產(chǎn)品，高純超細(xì)電熔氧化鋯已被評(píng)為制造業(yè)單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品。
三祥新材
三祥新材電熔氧化鋯業(yè)務(wù)規(guī)模位居國(guó)內(nèi)行業(yè)前列，擁有普通電熔氧化鋯、高純電熔氧化鋯、穩(wěn)定電熔氧化鋯、特種電熔氧化鋯等產(chǎn)品。2011年就已成功開發(fā)出特種電熔氧化鋯的生產(chǎn)技術(shù)，可替代化學(xué)氧化鋯用于制造高溫鐠黃、鋯鐵紅等陶瓷釉用色料；2022年5月透露，電熔氧化鋯在鋯基剎車片應(yīng)用已深耕多年，已獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)客戶訂單，銷售量逐年增大。
鄭州振中
鄭州振中電熔新材料有限公司開發(fā)研制的電熔氧化鋯等產(chǎn)品，主要用于玻璃行業(yè)、鋼鐵行業(yè)熔爐，代替了鎂鉻磚等壽命短、污染重的產(chǎn)品，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
參考來源：
秦威等：淺談電熔氧化鋯在陶瓷行業(yè)中的應(yīng)用.佛山陶瓷
田豐：電熔氧化鋯粉體的制備與性能研究
楊家富：高性能鈰鋯復(fù)合氧化物的制備及工業(yè)化生產(chǎn)
雪球：電熔氧化鋯行業(yè)現(xiàn)狀與競(jìng)爭(zhēng)格局，5G設(shè)備普及加速行業(yè)需求放量
企業(yè)官網(wǎng)、企業(yè)公眾號(hào)、中國(guó)粉體網(wǎng)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/空青）
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