關于無機功能材料二氧化鋯的應用分析

摘要：本文立足于當前二氧化鋯的應用情況簡略闡述了該課題的研究背景，并從功能材料以及催化劑載體幾方面內容著手，對無機功能材料二氧化鋯的實踐應用進行了詳細分析，旨在為相關工作人員提供參考。

關鍵詞：無機功能材料;二氧化鋯;新型陶瓷

引言

二氧化鋯當前在諸多領域中都得到了應用，但結合其實際應用情況進行分析能夠發現，其在應用的過程中仍面臨一定的爭議和不足，基于此，有必要對其展開更加深層次的探究。

1研究背景

近些年來，業內在高純度二氧化鋯晶體方面的制備工藝得到了迅速的發展，與此同時，相關工作人員也正處在不斷深入認識二氧化鋯微觀結構的過程中，積極開展對于其應用性能的開發工作，在極大程度上拓寬了二氧化鋯的應用領域，使其成為一種具有極為廣闊應用前景的高性能新材料。但當前業內對于無機功能二氧化鋯的應用方面欠缺系統化的研究，所以，應當加強對于其在新材料領域應用方面的重視。

2無機功能材料二氧化鋯的實踐應用分析

二氧化鋯和其復合材料在面臨條件不同的情況下將會在增韌性以及半導體性等方面展現出其獨特的性能，我國在80年代之后在電子和新材料工業等諸多領域都得到了一定的程度的發展，二氧化鋯不再只能作為耐火材料而存在，并且在功能陶瓷等多方面都實現了迅速推廣應用，這些陶瓷材料都是應用在核工業、航空、航天以及電子等多領域中應用的基礎性材料，在高新技術領域中有著極為突出的作用。以某火箭為例，其中有80%的零部件都是采用特種陶瓷材料所制造的，而對于一臺彩電接收機來說，其中有75%的元件均使用新型陶瓷材料制造，而傳感器本身的性能將會在極大程度上對自動控制系統的靈敏度、精確度以及調節范圍等相關指標造成影響，制造傳感器的性能則同功能陶瓷材料息息相關。由此可見，無論是在新材料工業還是在電子工業的發展過程中二氧化鋯都有著至關重要的作用，并且從目前來看，其在醫學、玻璃、化工以及冶金等多個領域中也開始有了廣泛的應用，整體來看有著極為廣闊的發展前景。

2.1功能材料

陶瓷材料本身有著較強的應用優勢，具體包括硬度高、較強的化學穩定性以及耐高溫等等，但與此同時，其在應用的過程中還面臨一定的局限性，最關鍵的便在于陶瓷的脆性，為了能夠有效突破其在脆性方面的限制，需要對其展開深入的研究和探索。

2.1.1功能陶瓷

二氧化鋯在功能陶瓷中能夠得到有效應用，其最主要的便是聲音傳感器方面，可以在診斷儀、超聲波擦傷、潛艇聲吶以及超聲波遙控等方面產生較高的應用價值，然后便是在壓力傳感器方面，大多可以在電子血壓表、拾音器以及應變儀中達到一定的應用效果，此外，還包括溫度傳感器或者是氣體傳感器等多個領域等等。對于高性能精密陶瓷材料的制備來說，其對于原料分布的粒度均勻性有著較高的要求，與此同時，其還應當有著形貌一致、納米化以及無硬團聚等特點。陶瓷粉體的致密化速率需要能夠同顆粒粒徑的4次方之間成反比，在顆粒粒徑細化程度加深的過程中，其致密化的程度也會產生一定的提升，所以便會導致其燒結溫度得到大幅降低。所以使得精密陶瓷對于更多的納米材料有著較大的需求，相關研究人員基于CTAB/正己醇/水/鹽反膠團體系對含Y2O3摩爾分數3%的二氧化鋯超細粉體進行了制備。最終實驗結果顯示，CTAB/正己醇/水/鹽反膠團體系整體能夠呈現出相對較大的熔巖量，并且有著較強的膠束微觀結構，最終所得到的粉末大多以球形的形狀呈現，不存在硬團聚，與此同時，其粒徑大多在30納米左右。還有部分研究人員通過對于共沉淀-煅燒法的應用對CeO2-Y2O3-ZrO2陶瓷粉末進行制備。具體的工藝應用是先對CeO2、Y2O3、ZrO2進行分別溶解，接下來再將三種溶液有效混合起來，將其逐漸注入到盛有氨水的容器當中，進而獲得相應的白色沉淀，針對沉淀展開洗滌過濾工作，在完成煅燒之后便可以將其自然冷卻，進而獲得相應的陶瓷粉末[1]。

2.1.2結構陶瓷

二氧化鋯本身有著極高的硬度，相對于電熔Al2O3來說，其在抗破碎性以及耐磨性方面大都有著較高的性能，所以大多能夠在對于切削工具、高溫擠壓膜、拉絲模、整形模以及冷成形工具等的制作上得到良好的應用。此外，二氧化鋯還能夠應用在管道、閥門以及密封圈等構件的制作上，其所制作出來的產品在冶金以及化工等領域應用前景極為廣闊。與此同時，由于其有著較強的耐腐蝕性、輕度和耐高溫等特性，所以同樣能夠用于汽輪機、內燃機與噴氣發動機等構件的制作上。

2.2催化劑載體

除了特種陶瓷以外，二氧化鋯還能夠作為催化劑載體，其在實際應用的過程中，能夠在其表面實現對于催化劑的分散，這樣一來既能夠在原有的基礎上對催化劑表面積進行增加，還能夠切實展現出二氧化鋯本身所有的酸堿性質，達到促進反應進行的效果[2]。對于殘殺威和農藥呋喃丹來說，鄰苯二酚是其重要原料的中間體，能夠在香料涂料、醫療以及照相等工業部門得到有效應用，從目前來看，部分先進國家基本上是使用過氧化氫苯酚羥基化的方法對鄰苯二酚進行生產，但一般來說，其選擇性相對較低，最高也只能達到50%左右。相關研究人員在二氧化鋯中進行了鑭、釹的添加，并將其作為催化劑，在苯酚和過氧化氫反應的過程中形成了鄰苯二酚，相關調查研究表明，其催化劑的選擇性以及活動都有所提升。部分研究者通過使用浸漬法展開了一系列的試驗。最終實驗結果顯示，鐵負載量的大小在極大程度上會對Fe2O3/ZrO2催化劑的F-T反應催化性能造成嚴重影響。當處在鐵負載量適當的情況下，Fe2O3/ZrO2催化劑將會在具有良好催化活性的基礎上還能夠達到高選擇性地生成低碳烯烴的效果，與其它的催化劑相比其在應用的過程中呈現出一定的特殊性，具體來看，其反應所得到的產物分布并不會完全符合Schule-Flory分布規律，可以產生更多的低碳烯烴。

結論

綜上所述，積極開展對于無機功能材料二氧化鋯的研究，能夠為其后續的高質量應用奠定堅實的基礎，對于我國各相關領域整體的發展有著積極的促進作用。因此，相關研究人員應當加強對于該方面內容的重視，強化開展對于二氧化鋯應用情況的探究，并在不斷實踐的過程中總結經驗教訓，積極探索更加科學的應用方式，助力二氧化鋯在各個領域應用效果的提升。

參考文獻

[1]徐漢卿，樊未軍，張榮春，等.釔穩定二氧化鋯火焰傳感器的靜態響應特性[J].北京航空航天大學學報，2020，46（3）：524-531.

[2]朱杰，李文慧，劉邦薦，等.高比表面積二氧化鋯的合成及其催化應用[J].化工進展，2019，38（1）：315-323.

作者簡介

張雪蓉（1999—），女，漢族，籍貫：內蒙古托克托縣，單位：內蒙古科技大學材料與冶金學院。