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【谈由来】作为起分散和研磨物料作用的介质球_氧化锆珠(氧化锆球)
2023-09-11
氧化锆分子式为ZrO2,英语单词为Zirconia 或者Zirconium Oxide,纯氧化锆主要以三种形体存在,单斜晶系(m-ZrO2)、四方晶系(t-ZrO2)、正方晶系(c-ZrO2)。这三中形体在不同的温度下可以相互转变,小于1300℃下是以单斜晶系存在。单斜晶系因晶胞本身的结构受外力的作用下体系很不稳定;四方晶系和正方晶系的晶格结构却相当的稳定。
 
氧化锆珠(氧化锆球)
作为起分散和研磨物料作用的介质球--氧化锆珠(或氧化锆球)就得解决在通常使用温度范围内(0-80℃)的单斜晶系转变成四方晶系的问题,掺杂碱土和稀土氧化物是一种有效的方法,这样就出现了不同的稳定剂,如氧化钇、氧化铈、氧化镁和氧化钙等。实践证明,氧化钇和氧化铈稳定的氧化锆珠是较理想的研磨介质,具有较高的断裂强度和耐磨性。
不同的稳定剂、同一种稳定剂不同的量所稳定的氧化锆,晶相结构都不一样。下面列出常见的几种晶相的氧化锆。
一、全稳定的氧化锆FSZ(Full Stabilized Zirconia):
加8%摩尔比的氧化钇或15%摩尔比的氧化钙可得到正方晶相氧化锆,因此体系不会转变,故称为全稳定的氧化锆FSZ(Full Stabilized Zirconia),或称正方相氧化锆。主要用作人工宝石、感应头、耐火材料和颜料等。
二、部分稳定的氧化锆PSZ(Partical Stabilized Zirconia):
单斜相和正方相呈现这种结构。因其具有的导热性而通常被用于加热和导热材料。
三、四方相氧化锆TZP(Tetragonal Zirconium Polycrystal) 或TTZ(Tetragonal Toughened Zirconia):
加3%摩尔比的氧化钇或约12%摩尔比的氧化铈成为四方晶相氧化锆,此晶相的产品特别适合作研磨材料。如耐诺氧化锆珠NanorZr-95(密度≥6.0kg/dm3),NanorZr-80(密度≥6.2kg/dm3)和耐诺氧化锆球(NanorZr-95B),因它们具有较高的耐压强度和较低的磨耗率而成为研磨介质的产品。
为了更清楚的缕清什么是氧化锆珠,有必要将现市场上其它产品列出,以作比较。
一、硅酸锆(Zircon or Zirconium Silicate):
硅酸锆可以看作是一种复合氧化物,由相同摩尔比的氧化硅和氧化锆组成,分子式为ZrSiO4。比重约为4.0kg/dm3,维氏硬度约为1000kgf/mm2。硅酸锆珠因其中等的密度和硬度,优良的耐磨性和价格比氧化锆珠便宜而被普遍的使用。
按珠子定相工艺来说分烧结和电熔法两种。由锆英砂作原料的经烧结做出来的珠子是以一致的微观结构体现,其代表产品是耐诺硅酸锆珠NanorZr-64;后者是以氧化锆粉和氧化硅粉熔融混合而成,微观结构是以氧化锆晶体和氧化硅玻璃体分别存在,同时空腔珠不能避免也是此工艺的一缺陷。
由于历史的原因,很多人把硅酸锆珠误称为氧化锆珠,而把其称作锆珠是一种简称;当然也有人把氧化锆珠简称为锆珠,混乱就此产生。
二、锆铝复合材料(ZrO2 & Al2O3 Complex Ceramic):
氧化锆和氧化铝按不同的摩尔比组成氧化物的复合材料,按两者比例的多寡分锆增韧氧化铝和铝增韧氧化锆,磨介的代表产品是耐诺复合锆珠NanorZr-30和NanorZr-85;这两种珠子的产生主要从改善材料的性能和降低成本来考虑,但不是实际意义上的氧化锆珠或纯锆珠。
如何辩别氧化锆珠的真伪和选择高质量的氧化锆珠,除了注重研磨介质的外型、表面光泽、密度和耐压强度的物理表征外,还要跟踪使用后珠子的状况,表面粗糙、变形严重的珠子应尽快更换。

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