關(guān)于無機(jī)功能材料二氧化鋯的應(yīng)用分析

摘要：本文立足于當(dāng)前二氧化鋯的應(yīng)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(nèi)容著手，對無機(jī)功能材料二氧化鋯的實(shí)踐應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)分析，旨在為相關(guān)工作人員提供參考。

關(guān)鍵詞：無機(jī)功能材料;二氧化鋯;新型陶瓷

引言

二氧化鋯當(dāng)前在諸多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用，但結(jié)合其實(shí)際應(yīng)用情況進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，其在應(yīng)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(yè)內(nèi)在高純度二氧化鋯晶體方面的制備工藝得到了迅速的發(fā)展，與此同時(shí)，相關(guān)工作人員也正處在不斷深入認(rèn)識二氧化鋯微觀結(jié)構(gòu)的過程中，積極開展對于其應(yīng)用性能的開發(fā)工作，在極大程度上拓寬了二氧化鋯的應(yīng)用領(lǐng)域，使其成為一種具有極為廣闊應(yīng)用前景的高性能新材料。但當(dāng)前業(yè)內(nèi)對于無機(jī)功能二氧化鋯的應(yīng)用方面欠缺系統(tǒng)化的研究，所以，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于其在新材料領(lǐng)域應(yīng)用方面的重視。

2無機(jī)功能材料二氧化鋯的實(shí)踐應(yīng)用分析

二氧化鋯和其復(fù)合材料在面臨條件不同的情況下將會在增韌性以及半導(dǎo)體性等方面展現(xiàn)出其獨(dú)特的性能，我國在80年代之后在電子和新材料工業(yè)等諸多領(lǐng)域都得到了一定的程度的發(fā)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(shí)現(xiàn)了迅速推廣應(yīng)用，這些陶瓷材料都是應(yīng)用在核工業(yè)、航空、航天以及電子等多領(lǐng)域中應(yīng)用的基礎(chǔ)性材料，在高新技術(shù)領(lǐng)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(jī)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(tǒng)的靈敏度、精確度以及調(diào)節(jié)范圍等相關(guān)指標(biāo)造成影響，制造傳感器的性能則同功能陶瓷材料息息相關(guān)。由此可見，無論是在新材料工業(yè)還是在電子工業(yè)的發(fā)展過程中二氧化鋯都有著至關(guān)重要的作用，并且從目前來看，其在醫(yī)學(xué)、玻璃、化工以及冶金等多個(gè)領(lǐng)域中也開始有了廣泛的應(yīng)用，整體來看有著極為廣闊的發(fā)展前景。

2.1功能材料

陶瓷材料本身有著較強(qiáng)的應(yīng)用優(yōu)勢，具體包括硬度高、較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性以及耐高溫等等，但與此同時(shí)，其在應(yīng)用的過程中還面臨一定的局限性，最關(guān)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(yīng)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(chǎn)生較高的應(yīng)用價(jià)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(yīng)變儀中達(dá)到一定的應(yīng)用效果，此外，還包括溫度傳感器或者是氣體傳感器等多個(gè)領(lǐng)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(shí)，其還應(yīng)當(dāng)有著形貌一致、納米化以及無硬團(tuán)聚等特點(diǎn)。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(xì)化程度加深的過程中，其致密化的程度也會產(chǎn)生一定的提升，所以便會導(dǎo)致其燒結(jié)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(guān)研究人員基于CTAB/正己醇/水/鹽反膠團(tuán)體系對含Y2O3摩爾分?jǐn)?shù)3%的二氧化鋯超細(xì)粉體進(jìn)行了制備。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，CTAB/正己醇/水/鹽反膠團(tuán)體系整體能夠呈現(xiàn)出相對較大的熔巖量，并且有著較強(qiáng)的膠束微觀結(jié)構(gòu)，最終所得到的粉末大多以球形的形狀呈現(xiàn)，不存在硬團(tuán)聚，與此同時(shí)，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(yīng)用對CeO2-Y2O3-ZrO2陶瓷粉末進(jìn)行制備。具體的工藝應(yīng)用是先對CeO2、Y2O3、ZrO2進(jìn)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(dāng)中，進(jìn)而獲得相應(yīng)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(jìn)而獲得相應(yīng)的陶瓷粉末[1]。

2.1.2結(jié)構(gòu)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?cái)D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(yīng)用。此外，二氧化鋯還能夠應(yīng)用在管道、閥門以及密封圈等構(gòu)件的制作上，其所制作出來的產(chǎn)品在冶金以及化工等領(lǐng)域應(yīng)用前景極為廣闊。與此同時(shí)，由于其有著較強(qiáng)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(jī)、內(nèi)燃機(jī)與噴氣發(fā)動機(jī)等構(gòu)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(shí)際應(yīng)用的過程中，能夠在其表面實(shí)現(xiàn)對于催化劑的分散，這樣一來既能夠在原有的基礎(chǔ)上對催化劑表面積進(jìn)行增加，還能夠切實(shí)展現(xiàn)出二氧化鋯本身所有的酸堿性質(zhì)，達(dá)到促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行的效果[2]。對于殘殺威和農(nóng)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(yī)療以及照相等工業(yè)部門得到有效應(yīng)用，從目前來看，部分先進(jìn)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(jìn)行生產(chǎn)，但一般來說，其選擇性相對較低，最高也只能達(dá)到50%左右。相關(guān)研究人員在二氧化鋯中進(jìn)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(yīng)的過程中形成了鄰苯二酚，相關(guān)調(diào)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(yàn)。最終實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，鐵負(fù)載量的大小在極大程度上會對Fe2O3/ZrO2催化劑的F-T反應(yīng)催化性能造成嚴(yán)重影響。當(dāng)處在鐵負(fù)載量適當(dāng)?shù)那闆r下，F(xiàn)e2O3/ZrO2催化劑將會在具有良好催化活性的基礎(chǔ)上還能夠達(dá)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(yīng)用的過程中呈現(xiàn)出一定的特殊性，具體來看，其反應(yīng)所得到的產(chǎn)物分布并不會完全符合Schule-Flory分布規(guī)律，可以產(chǎn)生更多的低碳烯烴。

結(jié)論

綜上所述，積極開展對于無機(jī)功能材料二氧化鋯的研究，能夠?yàn)槠浜罄m(xù)的高質(zhì)量應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，對于我國各相關(guān)領(lǐng)域整體的發(fā)展有著積極的促進(jìn)作用。因此，相關(guān)研究人員應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對于該方面內(nèi)容的重視，強(qiáng)化開展對于二氧化鋯應(yīng)用情況的探究，并在不斷實(shí)踐的過程中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，積極探索更加科學(xué)的應(yīng)用方式，助力二氧化鋯在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用效果的提升。

參考文獻(xiàn)

[1]徐漢卿，樊未軍，張榮春，等.釔穩(wěn)定二氧化鋯火焰?zhèn)鞲衅鞯撵o態(tài)響應(yīng)特性[J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，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(yīng)用[J].化工進(jìn)展，2019，38（1）：315-323.

作者簡介

張雪蓉（1999—），女，漢族，籍貫：內(nèi)蒙古托克托縣，單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院。