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因此,最近二十年來,氧化鋯增加了許多結構方面的應用,像是耐磨件、光纖接頭、光纖袖管、高爾夫杆之擊球面、手錶鏈等日用或工業産品。(4)化學反應容器:坩堝、刮片、 ...
氧化鋯最早是由 Hussak 於 1892 年發現,以天然礦石鋯英砂或斜鋯石的方式存在。
全世界80%的鋯英砂產地集中在澳洲、南非以及美國三個國家。由鋯英砂提煉氧化鋯之方法有氯化法與熱解法。主要應用在耐火材料、脫蠟鑄造及高品質粉體之原料。斜鋯石的主要產地則在南非、巴西及蘇聯,主要應用在磨料市場及陶瓷染料。
氧化鋯是一種極具工業應用潛力的耐高溫材料,除了可以提供高強度、高韌性、高硬度(僅次於鑽石及少數陶瓷),以及優異的耐磨性與化學腐蝕性。 氧化鋯在室溫爲單斜晶相(monoclinic phase),隨著溫度上升到1170℃時會轉變成正方晶相(tetragonal phase),溫度再上升至2370℃時則轉換成立方晶相(cubic phase),在2680℃溶解成液相。
由於氧化鋯在正方晶轉換成單斜晶時,這種相轉換會引起3-5%的體積變化,因此會造成微裂縫,因此後來研究出添加若干氧化釔(Y2O3)、氧化鈣(CaO)或氧化鎂(MgO)等相安定劑,使氧化鋯能全部維持在高溫的立方晶相,稱做全安定化氧化鋯,或保有部分的正方晶,稱爲部分安定氧化鋯。 而釔系氧化鋯隨著添加3~8mole%的氧化釔,可形成正方晶或立方晶相含量之不同的微結構,可分別應用在電子、紡織、機械或能源材料及元件上。 氧化鋯材料具有獨特的原子鍵結及晶體結構,因此在高溫、導電、機械、光學方面之應用都有其特殊的貢獻。
氧化鋯材料被廣泛使用於各個領域:
(1)高溫耐火領域:氧化鋯材料的熔點極高(大約在2700℃上下),且具有抗高溫鋼水侵蝕的特性,最早應用於耐火材料領域。但因爲價位的緣故,最近僅用在高附加價質之耐火産品,像鋼水流嘴、噴嘴、閥門、高溫纖維或高溫鍍層...等。 (2)導電特性應用領域:氧化鋯的電性在十九世紀末即被注意到,研究人員針對添加不同氧化物,在氧化鋯中形成固溶體,使氧化鋯産生離子電導效應,具有高溫固態電解質的特性,從高溫的發熱元件、磁動力能量產生器的高溫電極,以及氧離子的傳導材料,都有其應用實例。 &nbs...
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