Циркониевая керамика

Сырьем для получения ZrО₂служат природные минералы: бадделеит, представляющий собой природную форму ZrО₂, содержащий до 91-97% оксида; циркон – силикат циркония ZrО₂×SiО₂ (ZrО₂ – 67,03%; SiO₂ –32,97%), а также другие более бедные по содержанию ZrО₂ минералы и руды, идущие на обогащение для подготовки циркониевых концентратов. Всем цирконийсодержащим минералам сопутствует трудноотделяемая примесь НfO₂, являющаяся химическим аналогом ZrO₂. В рудном бадделеитовом концентрате обычно содержится 70-90% ZrO₂, а в цирконовом – 35-65%.

Цирконий образует с кислородом устойчивое соединение ZrО₂. При некоторых условиях возможно образование малоустойчивых соединений с недостатком кислорода, резко отличающихся по своим свойствам от диоксида циркония.

Диоксид циркония обладает полиморфизмом и существует в трех модификациях – моноклинной, тетрагональной и кубической:

Обратимый характер модификационного превращения ZrО₂, которое сопровождается переменным сжатием и расширением при обжиге, а также последующим охлаждением, длительное время служил препятствием при производстве изделий из этого оксида.

Чтобы предотвратить обратный переход нестабильной высокотемпературной тетрагональной модификации ZrО₂ в моноклинную имеется специальный процесс стабилизации диоксида циркония. Стабилизация диоксида циркония с кристаллохимической точки зрения состоит в том, что кристаллическая решетка ZrО₂ приобретает прочные устойчивые связи, которые не могут быть разрушены при термообработке вплоть до температуры плавления.

Наибольшее применение в качестве стабилизатора получили СаО, MgO, Y₂О₃. В настоящее время в промышленном масштабе наиболее распространена стабилизация Y₂О₃

Возможность получения высокопрочной циркониевой керамики связана с эффектом так называемого трансформационного упрочнения за счет контролируемого фазового перехода t-ZrO₂→m-ZrO₂. С открытием упрочняющего воздействия фазового t→m-перехода циркониевые керамики являются предметом многочисленных исследований, активно применяются в медицине и стоматологии.

Керамические изделия из оксида алюминия, диоксида циркония и их композиций можно изготавливать разнообразными методами. Выбор метода зависит главным образом от формы и размеров изделия, а также от тех свойств, которые необходимо придать изделию.

При массовом выпуске изделий наиболее часто применяют литье из водных суспензий (водного шликера); литье под давлением из пластифицированного парафином или органическими материалами шликера; прессование порошкообразных масс в различных вариантах технологий и оборудования.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 163; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!