收藏词条 编辑词条 氧化锆
氧化锆 (zirconia)
锆质耐火材料的主要成分。在自然界中储量不大，工业用的ZrO2多从锆英石或斜锆石中提取。
筒史 1899年在巴西的卡尔达斯(Coldas)发现较大的斜锆石矿床，在其他地方则很少发现，以后发现的含锆矿物主要是锆英石。在1930年开始用斜锆石试制坩埚，但由于它的抗热震性较差而未成功。在1929年英国人拉夫(0．Ruff)和埃伯特(Ebert)在Zr02中加入Ca0、MgO，并在1700℃以上高温烧成，使ZrO2变成立方晶型，而成为稳定的氧化锆制品，试制成功试验室用坩埚。1947年美国生产出稳定化氧化锆耐火材料。1950年美国诺尔顿公司用锆英石加入焦炭在电弧炉中还原熔融脱硅，制造出含ZrO298％(含2％～6％CaO)的稳定氧化锆。
氧化铐的品型转化 斜锆石为单斜晶型，加热到1170 ℃时转变成四方晶型，再加热到2370℃时转变成等轴晶型，到2680℃时熔化。其转变过程如下：
其各晶型性质见表。当加热到由单斜型转变为四方型时伴随有很大的体积变化，因此，其抗热震性较差。
| 单斜型 | 四方型 | 等轴型 | |
| 晶 型 | |||
| (低温) | (高温) | (立方) | |
| 晶 系 | 单斜 | 四方 | 等轴 |
| 8．0×10-6 | |||
| 线膨胀系数／℃-1 | |||
| (20～1000℃) | |||
| 密度／g·cm-3 | 5．68 | 6．10 | 6．27 |
| Ng=2．243 | |||
| Nm=2．236 | |||
| 光学性质 | 重折射弱 | 重折射中等 | |
| Np=2．136 | |||
| Nv=3．05 | |||
| a=O．5194nm | a=O．5074nm | a=O．3598nm | |
| b=O．5266nm | |||
| 晶格常数 | |||
| c=0．5306nm | c=O．5160nm | c=O．5875nm | |
| ß=80。48’ | c/a=1．017 | c/a=1．633 |
由于ZrO2的多晶型转变，并随之有体积效应，而引起ZrO2制品开裂。最有效的加入物有Ca0、MgO、Y2O3、Ce02及Sc2O3等，这些氧化物的阳离子具有与Zr2+相近似的离子半径，而使ZrO2成为四方型，能稳定到2000℃。其中以Ca0与MgO使用的最多。杜维兹(Duwes)1952年阐明了立方晶的生成条件，加入CaO为16％～29％范围内生成立方晶型固溶体，而加入16％～26％MgO范围内生成立方晶型的固溶体，但它在1500℃以下是不稳定的，离解成正方型ZrO2和MgO。一般加入氧化物稳定的zrO。，变体产生的膨胀已经消失，但其线膨胀系数还有11～12×10-6C-1，且热导性差，因此它的抗热震性并未得到改善，经研究采用适当少加稳定剂，即加入Ca0为8％～12％，或以Ca0和MgO的混合物加入，保留一部分未转化的ZrO2，使线膨胀系数变小。或采用预熔融法也能阻止晶型的转化。
氧化锆的提纯世界上所用ZrO2多数由锆英石经提炼而来。从锆英石中提炼ZrO2，除上述的还原熔融脱硅法以外，还有将锆英石与苛性钠或纯碱熔融而得到锆酸钠(Na2ZrO3)加水浸析，除去溶液，将沉淀物(含Na2zr03、zr(0H)2、Zr2TiO3与未分解物等)，加盐酸或硫酸(加胶凝剂)进行酸浸析，除掉沉淀，加氢氧化铵及水生成ZrOCl2而制得zr(OH)2。经加热脱水，而制得单斜型zr02，或将锆英石加碱土金属氧化物或碳酸盐，经焙烧生成锆酸钙，再用盐酸煮沸以除去杂质而制得ZrO2。
应用ZrO2及含ZrO2制品，多用于炼钢连续铸锭、盛钢桶内衬及玻璃熔窑用耐火材料及精细陶瓷等。