关于无机功能材料二氧化锆的应用分析

摘要：本文立足于当前二氧化锆的应用情况简略阐述了该课题的研究背景，并从功能材料以及催化剂载体几方面内容着手，对无机功能材料二氧化锆的实践应用进行了详细分析，旨在为相关工作人员提供参考。

关键词：无机功能材料;二氧化锆;新型陶瓷

引言

二氧化锆当前在诸多领域中都得到了应用，但结合其实际应用情况进行分析能够发现，其在应用的过程中仍面临一定的争议和不足，基于此，有必要对其展开更加深层次的探究。

1研究背景

近些年来，业内在高纯度二氧化锆晶体方面的制备工艺得到了迅速的发展，与此同时，相关工作人员也正处在不断深入认识二氧化锆微观结构的过程中，积极开展对于其应用性能的开发工作，在极大程度上拓宽了二氧化锆的应用领域，使其成为一种具有极为广阔应用前景的高性能新材料。但当前业内对于无机功能二氧化锆的应用方面欠缺系统化的研究，所以，应当加强对于其在新材料领域应用方面的重视。

2无机功能材料二氧化锆的实践应用分析

二氧化锆和其复合材料在面临条件不同的情况下将会在增韧性以及半导体性等方面展现出其独特的性能，我国在80年代之后在电子和新材料工业等诸多领域都得到了一定的程度的发展，二氧化锆不再只能作为耐火材料而存在，并且在功能陶瓷等多方面都实现了迅速推广应用，这些陶瓷材料都是应用在核工业、航空、航天以及电子等多领域中应用的基础性材料，在高新技术领域中有着极为突出的作用。以某火箭为例，其中有80%的零部件都是采用特种陶瓷材料所制造的，而对于一台彩电接收机来说，其中有75%的元件均使用新型陶瓷材料制造，而传感器本身的性能将会在极大程度上对自动控制系统的灵敏度、精确度以及调节范围等相关指标造成影响，制造传感器的性能则同功能陶瓷材料息息相关。由此可见，无论是在新材料工业还是在电子工业的发展过程中二氧化锆都有着至关重要的作用，并且从目前来看，其在医学、玻璃、化工以及冶金等多个领域中也开始有了广泛的应用，整体来看有着极为广阔的发展前景。

2.1功能材料

陶瓷材料本身有着较强的应用优势，具体包括硬度高、较强的化学稳定性以及耐高温等等，但与此同时，其在应用的过程中还面临一定的局限性，最关键的便在于陶瓷的脆性，为了能够有效突破其在脆性方面的限制，需要对其展开深入的研究和探索。

2.1.1功能陶瓷

二氧化锆在功能陶瓷中能够得到有效应用，其最主要的便是声音传感器方面，可以在诊断仪、超声波擦伤、潜艇声呐以及超声波遥控等方面产生较高的应用价值，然后便是在压力传感器方面，大多可以在电子血压表、拾音器以及应变仪中达到一定的应用效果，此外，还包括温度传感器或者是气体传感器等多个领域等等。对于高性能精密陶瓷材料的制备来说，其对于原料分布的粒度均匀性有着较高的要求，与此同时，其还应当有着形貌一致、纳米化以及无硬团聚等特点。陶瓷粉体的致密化速率需要能够同颗粒粒径的4次方之间成反比，在颗粒粒径细化程度加深的过程中，其致密化的程度也会产生一定的提升，所以便会导致其烧结温度得到大幅降低。所以使得精密陶瓷对于更多的纳米材料有着较大的需求，相关研究人员基于CTAB/正己醇/水/盐反胶团体系对含Y2O3摩尔分数3%的二氧化锆超细粉体进行了制备。最终实验结果显示，CTAB/正己醇/水/盐反胶团体系整体能够呈现出相对较大的熔岩量，并且有着较强的胶束微观结构，最终所得到的粉末大多以球形的形状呈现，不存在硬团聚，与此同时，其粒径大多在30纳米左右。还有部分研究人员通过对于共沉淀-煅烧法的应用对CeO2-Y2O3-ZrO2陶瓷粉末进行制备。具体的工艺应用是先对CeO2、Y2O3、ZrO2进行分别溶解，接下来再将三种溶液有效混合起来，将其逐渐注入到盛有氨水的容器当中，进而获得相应的白色沉淀，针对沉淀展开洗涤过滤工作，在完成煅烧之后便可以将其自然冷却，进而获得相应的陶瓷粉末[1]。

2.1.2结构陶瓷

二氧化锆本身有着极高的硬度，相对于电熔Al2O3来说，其在抗破碎性以及耐磨性方面大都有着较高的性能，所以大多能够在对于切削工具、高温挤压膜、拉丝模、整形模以及冷成形工具等的制作上得到良好的应用。此外，二氧化锆还能够应用在管道、阀门以及密封圈等构件的制作上，其所制作出来的产品在冶金以及化工等领域应用前景极为广阔。与此同时，由于其有着较强的耐腐蚀性、轻度和耐高温等特性，所以同样能够用于汽轮机、内燃机与喷气发动机等构件的制作上。

2.2催化剂载体

除了特种陶瓷以外，二氧化锆还能够作为催化剂载体，其在实际应用的过程中，能够在其表面实现对于催化剂的分散，这样一来既能够在原有的基础上对催化剂表面积进行增加，还能够切实展现出二氧化锆本身所有的酸碱性质，达到促进反应进行的效果[2]。对于残杀威和农药呋喃丹来说，邻苯二酚是其重要原料的中间体，能够在香料涂料、医疗以及照相等工业部门得到有效应用，从目前来看，部分先进国家基本上是使用过氧化氢苯酚羟基化的方法对邻苯二酚进行生产，但一般来说，其选择性相对较低，最高也只能达到50%左右。相关研究人员在二氧化锆中进行了镧、钕的添加，并将其作为催化剂，在苯酚和过氧化氢反应的过程中形成了邻苯二酚，相关调查研究表明，其催化剂的选择性以及活动都有所提升。部分研究者通过使用浸渍法展开了一系列的试验。最终实验结果显示，铁负载量的大小在极大程度上会对Fe2O3/ZrO2催化剂的F-T反应催化性能造成严重影响。当处在铁负载量适当的情况下，Fe2O3/ZrO2催化剂将会在具有良好催化活性的基础上还能够达到高选择性地生成低碳烯烃的效果，与其它的催化剂相比其在应用的过程中呈现出一定的特殊性，具体来看，其反应所得到的产物分布并不会完全符合Schule-Flory分布规律，可以产生更多的低碳烯烃。

结论

综上所述，积极开展对于无机功能材料二氧化锆的研究，能够为其后续的高质量应用奠定坚实的基础，对于我国各相关领域整体的发展有着积极的促进作用。因此，相关研究人员应当加强对于该方面内容的重视，强化开展对于二氧化锆应用情况的探究，并在不斷实践的过程中总结经验教训，积极探索更加科学的应用方式，助力二氧化锆在各个领域应用效果的提升。

参考文献

[1]徐汉卿，樊未军，张荣春，等.钇稳定二氧化锆火焰传感器的静态响应特性[J].北京航空航天大学学报，2020，46（3）：524-531.

[2]朱杰，李文慧，刘邦荐，等.高比表面积二氧化锆的合成及其催化应用[J].化工进展，2019，38（1）：315-323.

作者简介

张雪蓉（1999—），女，汉族，籍贯：内蒙古托克托县，单位：内蒙古科技大学材料与冶金学院。