热导率最低高温稳定性最好的氧化锆陶瓷

在众多工程陶瓷中，氧化锆陶瓷的热导率最低，高温稳定性最好，非常适合作耐高温隔热陶瓷材料，下面是科众陶瓷厂对氧化锆陶瓷的详细分析。

在各类金属氧化物陶瓷中，氧化锆的高温稳定性最好，最适宜用作陶瓷涂层及高温耐火制品；以氧化锆为主要原料的锆英石基陶瓷颜料是高级釉料的重要成分；氧化锆的热导率在常见的陶瓷材料中最低，而热膨胀系数又与金属材料较为接近，成为重要的结构陶瓷材料，特殊的晶体结构，使之成为重要的电子材料。

氧化锆陶瓷的相变增韧特性，使之成为塑性陶瓷的热点研究对象；良好的机械性能及热物理性能，使它成为金属基复合材料中性能优异的增强相。目前在各种金属氧化物陶瓷中，氧化锆陶瓷的用途仅次于氧化铝陶瓷。

氧化锆陶瓷圆片

氧化锆陶瓷可通过相变增韧来获得高的强度和韧性，部分稳定氧化锆（PSZ，陶瓷常以3%ω氧化钇稳定的氧化锆纳米粉体为原料）陶瓷是目前强度和韧性最高的陶瓷材料，其抗弯强度可达1500MPa以上，断裂韧度KIC可达15MPa•m1/2以上，与钢的强度和韧性相当，因此被誉为“陶瓷钢”。

PSZ陶瓷晶粒细小、强度高、韧性好、耐磨性高（通常比氧化铝陶瓷高出5-10倍），且表现出良好的自润滑性（在使用过程中其表面越磨越光滑，磨损率随时间的延长呈下降的趋势），因此，作为耐磨结构材料在砂磨机和球磨机的内衬和研磨体、轴承材料、柱塞、机械密封件、纺织瓷件、人工关节、表链表壳、圆珠笔的滚珠、日用陶瓷刀具等方面获得了日益广泛的应用。
 

而全稳定的立方相氧化锆陶瓷（通常用8%氧化钇稳定的氧化锆纳米粉制备）虽然强度和韧性不如PSZ陶瓷，但由于具有良好的离子导电性，目前已广泛用作氧传感器、高温发热元件和高温燃料电池的隔膜等。该陶瓷氧传感器的一个重要应用是监控汽车发动机中燃料燃烧状况，另一个重要应用则是在钢铁行业中监测炼钢炉中氧含量。氧化锆陶瓷还是目前唯一能在空气环境中加热到2000℃以上的电热元件，也是高温燃料电池最理想的隔膜材料。
 

备注：纯氧化锆在常温下是只有单斜相，为了获得其他室温稳定相系，需在ZrO2中添加某些氧化物作为晶型稳定剂，如：Y2O3、CaO、Al2O3、CeO2、MgO、Sc2O3等，使氧化锆的四方晶型或立方晶型稳定至室温下。