氧化鋯在耐火材料中的應(yīng)用
在科技高速發(fā)展的形勢下，制取耐高溫，康復(fù)師，高性能，高效益的新型材料，首先必須解決制取過程中所需要的耐火材料。耐火材料的特點如下：
1.力學(xué)性質(zhì)
特種耐火材料的彈性模量都大。大多數(shù)具有較高的機械強度，但與金屬材料相比，由于脆性，抗沖擊強度甚低。絕大多數(shù)的特種耐火材料具有較高的硬度，因此耐磨，耐氣流或塵粒沖刷性比較好。大多數(shù)特種耐火材料的高溫蠕變都比較小，最大的是二硅化鉬。蠕變值的大小與結(jié)晶尺寸，晶界物質(zhì)，氣孔率等有關(guān)系。
2.熱學(xué)性質(zhì)
(1)熱膨脹性：熱膨脹性指材料的線度和體積溫度升降發(fā)生可逆性增減的性能。常以線膨脹數(shù)或體積膨脹系數(shù)表示。大多數(shù)特種耐火材料的線膨脹系數(shù)都比較大，僅有熔融石英，氧化硼，氧化硅的線膨脹系數(shù)比較小。
3.使用性質(zhì)
(1)耐火性：特種耐火材料的熔點幾乎都在2000℃以上，最高的碳化鉿(HfC)和碳化鉭(TaC)為3887℃和3877℃。耐火度也很高，在氧化氣氛中，氧化物的使用溫度甚至接近熔點。氮化物，硼化物，碳化物在中性或還原性氣氛中比氧化物有更高的使用溫度，例如TaC在N2氣氛中可使用到3000℃，BN在Ar氣氛中可使用到2800℃。耐高溫性能依次為：碳化物＞硼化物＞氮化物＞氧化物。而它們的高溫抗氧化性為：氧化物＞硼化物＞氮化物＞碳化物。
(2)抗熱震性：在特種耐火材料中，由于氧化鈹?shù)臒釋?dǎo)率低，大多數(shù)硼化物的熱導(dǎo)率也不高，熔融石英的線膨脹系數(shù)特別小，所以抗熱震性很好。某些纖維制品及纖維增強復(fù)合制品有較高的氣孔率及抗張強度，這些材料的抗熱震性比較好。碳化硅，氮化硅，氮化硼，二硅化鉬等也有較好的抗熱震性。
而熔點高，化學(xué)穩(wěn)定好，高溫性能優(yōu)良氧化物材料并不多，氧化鋯（VK-R30）是用溫度高（2300℃~2400℃），化學(xué)穩(wěn)定性好，不易分解，抗酸堿爐渣侵蝕性強，是良好的特種氧化物耐火材料。
納米二氧化鋯（VK-R30）為白色粉末，因燒結(jié)溫度及添加氧化釔等穩(wěn)定物含量的不同可分為單斜相、四方相和立方相三種，溶于硫酸、HF。納米氧化鋯分散性好,具有良好的熱化學(xué)穩(wěn)定性、高溫導(dǎo)電性和較高的強度和韌性，機械、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)性質(zhì)良好，納米氧化鋯粒徑小、穩(wěn)定性強，具有耐酸、耐堿、耐腐蝕、耐高溫的性能。
氧化鋯（VK-R30）耐火材料指以氧化鋯為主要成分的制品。目前國內(nèi)這類耐火材料對氧化鋯的要求集中在 ZrO2一CaO，ZrO2一MgO，ZrO2一Y203三個系列 ，其 中 Z 一CaO使用量大。氧化鋯耐火材料制品的質(zhì)量水平在很大程度上取決于原料 ，氧化鋯原料的化學(xué)成分決定了材料可能的晶體結(jié)構(gòu)和制品的化學(xué)穩(wěn)定性，原料的粒度控制基本決定了制品的使用性能，原料的制備工藝決定了原料的晶體結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)含量。
氧化鋯在耐火材料中的作用
(1)良好的化學(xué)穩(wěn)定性，延長 Fe等金屬離子對耐火材料制品的侵蝕 。
(2)改善材質(zhì)的性能，提高耐火材料制品的熱穩(wěn)定性 。
(3)可根據(jù)復(fù)合項的不同性能，優(yōu)選生產(chǎn)工藝提高耐火材料制品的性能和降低生產(chǎn)成本。
氧化鋯耐火材料的幾種應(yīng)用：
（1）氧化鋯坩堝
氧化鋯的熔點高達2700℃，即使加熱到1900多攝氏度也不會與熔融的鋁、鐵、鎳、鉑等金屬，硅酸鹽和酸性爐渣等發(fā)生反應(yīng)，所以用氧化鋯材料制作的坩堝能成功地熔煉鉑、鈀、釕、銫等鉑族貴金屬及其合金，亦可用來熔煉鉀、鈉、石英玻璃以及氧化物和鹽類等。
（2）氧化鋯耐火纖維
氧化鋯纖維是一種能夠在1600℃以上超高溫環(huán)境下長期使用的陶瓷纖維耐火材料，具有比氧化鋁纖維、莫來石纖維、硅酸鋁纖維等更高的使用溫度和更好的隔熱性能，并且高溫化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、抗氧化、不易揮發(fā)、無污染。
（3）氧化鋯窯爐材料
氧化鋯作為耐火材料主要用在大型玻璃池窯的關(guān)鍵部位，早期使用的鋯質(zhì)耐火材料，其氧化鋯含量僅為33%~35%,日本旭硝子公司研制成功含氧化鋯94%~95%的鋯質(zhì)耐火材料，將其使用在玻璃窯頂部和關(guān)鍵部位，大大提高了玻璃窯的壽命。