中國粉體網(wǎng)訊 純凈的氧化鋯(ZrO2)，具有高熔點和高沸點、硬度大等特點，常溫下為絕緣體、而高溫下則具有優(yōu)良的導電性。它也是一種弱酸性氧化物，對堿溶液以及許多酸性溶液都具有足夠的穩(wěn)定性。
納米結(jié)構(gòu)的材料則具有很大的應用潛力，主要表現(xiàn)在機械，電學，電子，光學，生物學和催化等多方面。納米結(jié)構(gòu)的陶瓷材料可能具有超塑性，這使得高密度陶瓷在高溫發(fā)生形變成為可能。
納米級二氧化鋯具有傳統(tǒng)二氧化鋯所沒有的特殊性能，因而引起了廣泛的關(guān)注。
二氧化鋯納米粉體的幾類應用
1.催化劑和催化劑載體
納米ZrO2粒子尺寸小，極大地增加了比表面積，使其催化活性得到很大提高。
單獨作為催化劑時具有較強的酸性和較高的熱穩(wěn)定性，可用于自動催化、催化加氫、聚合反應和氧化反應催化及超強酸催化劑等。
作為負載型催化劑時可與活性成分產(chǎn)生較強的相互作用，增大有效表面積，提高催化劑的熱穩(wěn)定性，獲得更高的催化效率。
2.氧化鋯陶瓷增韌
在陶瓷材料中摻入ZrO2時，可以抑制基體相顆粒的長大，使基體相晶粒變得均勻、細小。另外由于ZrO2具有高彈性模量，在陶瓷相變增韌過程中，可以提高相變應力，增加斷裂韌性。
利用二氧化鋯高韌性、高耐熱沖擊性能以及低的熱膨脹系數(shù)，可以將其用于制備具有良好力學性能的精密陶瓷部件、裝甲車防護材料、發(fā)動機表面高溫材料等。
3.光學元件
ZrO2的光學性質(zhì)主要表現(xiàn)在兩個方面，一是對光的吸收，二是發(fā)光性能。是人造寶石的主要原料和光學透鏡的添加劑。
高純ZrO2作為真空鍍膜材料用于矯正因多層膜涂料所引起的攝影機透鏡的色散，以及用于防止眼鏡片的不規(guī)則反射等，也用于干式靜電復印機及各種測量儀器的
透鏡、裝潢結(jié)晶玻璃和耐熱玻璃等方面。
4.二氧化鋯涂層
納米二氧化鋯由于自身擁有納米特性，晶粒堆積緊密、氣孔率低，涂層與基體的結(jié)合性能良好，從而使其廣泛應用于熱障涂層、高溫器件以及作為合金基底的抗磨損和抗腐蝕保護涂層等。
納米二氧化鋯熱障涂層具有細小的晶粒及納米-微米復合結(jié)構(gòu)，應用于航空航天領(lǐng)域的高溫燃燒筒、汽車行業(yè)的機器零部件等；同時二氧化鋯具有生物學惰性，可以應用于生物醫(yī)學領(lǐng)域作為牙科陶瓷材料。
納米二氧化鋯的制備
如何多快好省的制備二氧化鋯變成了許多企業(yè)必須直面的問題。制備二氧化鋯粉體的方法有很多，主要分為氣相法、液相法和固相法，本文就簡單介紹幾種常用的制備ZrO2納米粉體的方法。
1.化學沉淀法
化學沉淀法，是工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)中使用的最多的一種，由于其成本低，工藝易于控制，一直受到廣泛的歡迎。主要用可以產(chǎn)生氫氧根的沉淀劑與鋯鹽的水溶液反應，生成氫氧化鋯沉淀：
這種方法操作簡單，但是焙燒過程中的高溫處理，會使得到的顆粒粉體產(chǎn)生團聚現(xiàn)象，不利于得到單分散的顆粒粉體。
2.氣相法
ZrO2材料的氣相合成主要有兩種方法：化學氣相沉積(CVC)和插入氣體濃縮法(IGC)。此外，ZrO2納米顆粒還可以通過火焰噴濺法制得。
3.溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠法最大的優(yōu)點是可以制備化學純凈性和最終產(chǎn)物均一性好的產(chǎn)品。在溶膠-凝膠法制備氧化鋯的過程中，起始的鋯鹽一般為氯化鋯，硝酸鋯，八水合氧氯化鋯等，以生成氧化鋯凝膠。
納米ZrO2晶體還可以通過在水溶液中的水解獲得，并且水溶液中的pH值對最終的顆粒尺寸具有重要的作用。
4.水熱和溶劑熱法
水熱法用于氧化鋯的制備，具有很長的歷史。水熱合成法制備的粉體結(jié)晶性好、粒徑較細可達到納米級、團聚少，避免了液相合成法中最后的高溫煅燒步驟。
然而這種方法反應過程需要高壓處理，所用設(shè)備復雜昂貴，條件比較苛刻，實際操作比較困難。
溶劑熱法是由水熱法發(fā)展而來，利用有機溶劑代替水。用溶劑熱法制得的納米粒子具有較高的晶化度和較低的團聚現(xiàn)象。
參考來源
呂曉棠.納米級氧化鋯功能材料的制備及性能研究
楊喜銳.二氧化鋯納米粉體和涂層的制備及性能研究
梁玥.氧化鋯粉體的表面改性處理
任永國等.氧化鋯材料種類及應用
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/漫道）
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