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I. 氧化鋯簡介

氧 化鋯為一耐火材料，於化學週期表上，其屬於IV族，其位於鈦(Ti)與鉿(Hf)之間，氧化鋯於1970年代於科學與技術上的了解有長足的進展，於陶瓷工 業中，新型的氧化物已被廣泛成功的測試與應用至現在工業中，且做為一可靠且高性能的材料。 氧化鋯製造方式和原料來源為一重要控制因素。氧化鋯在天然礦物中，是以斜鋯石(Baddeleyite)或鋯砂(Zircon)存在澳洲、南非、中國大陸 等地。由鋯砂中提煉出氧化鋯的方法有很多，但如需要做進一步純化或氯化，可使用共沉方式得到較佳的粉末或較準確的成分。

氧化锆 (ZrO2)自然界的氧化锆矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物，颜色有淡黄、棕黄、黄绿等，比重4．6—4．7，硬度 7．5，具有强烈的金属光泽，可为陶瓷釉用原料。纯的氧化锆是一种高级耐火原料，其熔融温度约为2900℃它可提高釉的高温粘度和扩大粘度变化的温度范 围，有较好的热稳定性，其含量为2％-3％时，能提高釉的抗龟裂性能。还因它的化学惰性大，故能提高釉的化学稳定性和耐酸碱能力，还能起到乳浊剂的作用。 在建筑陶瓷釉料中多使用锆英石，一般用量为8％—12％。并为“釉下白”的主要原料，氧化锆为黄绿色颜料良好的助色剂，若想获得较好的钒锆黄颜料必须选用 质纯的氧化锆。
      纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22，理论密度是 5.89g/cm3，熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶 相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100℃左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变 化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳 定，因此在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。
　　由于氧化锆材料具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能，氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。

1. 純氧化鋯

純 氧化鋯具有較高的熔點及較低的熱傳導性，於其他氧化物耐火材料上，其常被當作添加劑使增加其性質；於室溫下，純氧化鋯呈單斜晶相並缺乏韌性， 純氧化鋯約在攝氏1100度時會經由一種劇烈相變化而轉成正方晶相(t-phase)，此時如不添加一些安定劑，就會導致整體材料脆化，而此其低強度與低 韌性的性質導致其在陶瓷產業中的應用不廣且稀少，因此純氧化鋯粉末均被用來做製程配方（添加劑）用。

2. 部份安定氧化鋯 (PSZ)

當 純氧化鋯添加某些相安定劑(如氧化鎂、氧化鈣、氧化釔)，將使只能在高溫下才能產生安定之正方晶相(t 相)及立方晶相(c相)，亦能在常溫下安定存在，而因其添加了相安定劑後，(如：氧化釔)即具有高強度、高韌性和化學抵抗力的材料，因此常被使用於結構陶 瓷方面，如射出件、刀具、光纖陶瓷套圈(ferrule)等。

3. 完全安定氧化鋯 (FSZ)

完全安定氧化鋯由於較部份安定氧化鋯添加較多的安定劑(如氧化鎂、氧化鈣、氧化釔)，於室溫下可完全形成立方晶相，因其高氧離子傳導性，完全安定氧化鋯亦常被氧氣偵測器及燃料電池工業(做為固態電解質）使用。

II.部份安定氧化鋯之特性

﹡高密度
﹡高硬度
﹡高破壞韌性
﹡低熱傳導性
﹡優異的耐磨耗性
﹡高衝擊強度
﹡高溫抗蝕性

III. 氧化鋯應用

﹡高密度氧化鋯磨球
﹡高溫爐用加熱器
﹡高溫耐火材
﹡固態燃料電池
﹡氧氣偵測器
﹡分鋼槽流嘴
﹡其他

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