氧化锆以其(qi)优异(yi)的(de)高温物理(li)和力(li)学性能(neng)而得到广泛应用(yong)，尤其(qi)被用(yong)于苛刻条件(jian)(jian)下使用(yong)的(de)关(guan)键部件(jian)(jian)。由于氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)导(dao)热性能(neng)低(di)、热膨胀(zhang)系数大，因此氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)制(zhi)品(pin)的(de)热稳(wen)定(ding)(ding)性较差。但采(cai)(cai)用(yong)部分稳(wen)定(ding)(ding)氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)原料(liao)制(zhi)得的(de)制(zhi)品(pin)晶型(xing)组成(cheng)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)原料(liao)制(zhi)得的(de)陶瓷制(zhi)品(pin)的(de)热稳(wen)定(ding)(ding)性最好。因此制(zhi)造氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)结构(gou)陶瓷往(wang)往(wang)采(cai)(cai)用(yong)部分稳(wen)定(ding)(ding)氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)原料(liao)而不是全(quan)稳(wen)定(ding)(ding)氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)原料(liao)。生产(chan)氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)结构(gou)陶瓷一般用(yong)3mo1％Y203稳(wen)定(ding)(ding)的(de)氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)超细粉。下面(mian)(mian)从成(cheng)型(xing)和烧(shao)成(cheng)两方面(mian)(mian)论述(shu)一下氧(yang)(yang)化(hua)锆(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)结构(gou)陶瓷生产(chan)工艺。

　　一、成型

　　氧化锆(gao)结构陶瓷的成型(xing)方法目前用(yong)得较多的有(you)三种：热(re)压(ya)(ya)铸(zhu)成型(xing)、干(gan)压(ya)(ya)成型(xing)和等静压(ya)(ya)成型(xing)。

　　1、热压铸成型

　　对于氧化(hua)锆结构(gou)陶瓷小(xiao)型(xing)(xing)产品(pin)(pin)(pin)或(huo)形状复杂(za)的(de)(de)(de)产品(pin)(pin)(pin)。一般采用热(re)压铸(zhu)成型(xing)(xing)方(fang)法。该成型(xing)(xing)方(fang)法比较简单，特别适宜于生产批量(liang)大(da)或(huo)形状复杂(za)的(de)(de)(de)中(zhong)小(xiao)型(xing)(xing)产品(pin)(pin)(pin)。但氧化(hua)锆热(re)压铸(zhu)产品(pin)(pin)(pin)排蜡时(shi)易出现(xian)开裂、变形等缺陷(xian)(xian)，这是因为氧化(hua)锆陶瓷料(liao)(liao)浆颗(ke)粒粒径较小(xiao)，粉料(liao)(liao)比表(biao)面积大(da)，调制热(re)压铸(zhu)浆料(liao)(liao)时(shi)，石蜡及油(you)酸(suan)的(de)(de)(de)加(jia)人(ren)量(liang)要明显高于其它(ta)陶瓷制品(pin)(pin)(pin)，从而造成坯(pi)体收(shou)缩大(da)，排蜡时(shi)易出现(xian)开裂、变形等缺陷(xian)(xian)。因此调试浆料(liao)(liao)时(shi)，要掌握(wo)好(hao)石蜡及油(you)酸(suan)的(de)(de)(de)加(jia)入量(liang)和加(jia)人(ren)方(fang)式，设计合理的(de)(de)(de)排蜡烧成曲线及其它(ta)相关工艺参数，可以避免上述缺陷(xian)(xian)的(de)(de)(de)出现(xian)。

　　2、干压成(cheng)型

　　对形状简(jian)单、适于干压(ya)(ya)成型(xing)(xing)(xing)(xing)的中小型(xing)(xing)(xing)(xing)氧化锆陶(tao)瓷(ci)产(chan)品常采用干压(ya)(ya)方(fang)法(fa)成型(xing)(xing)(xing)(xing)。氧化锆陶(tao)瓷(ci)干压(ya)(ya)时出(chu)现(xian)(xian)的常见问题是(shi)产(chan)品分(fen)层，这是(shi)因为氧化锆超细粉造粒料的颗(ke)粒很细，因而颗(ke)粒轻、流动(dong)性差，干压(ya)(ya)成型(xing)(xing)(xing)(xing)时容易出(chu)现(xian)(xian)分(fen)层现(xian)(xian)象。从生产(chan)实践中得知，产(chan)品分(fen)层与成型(xing)(xing)(xing)(xing)模(mo)具的光洁度(du)(du)和配合情况、成型(xing)(xing)(xing)(xing)压(ya)(ya)力、加压(ya)(ya)方(fang)式、加压(ya)(ya)速(su)度(du)(du)和保压(ya)(ya)时间、脱模(mo)方(fang)式、脱模(mo)速(su)度(du)(du)均有关系(xi)，下(xia)面就(jiu)上述几(ji)方(fang)面因素(su)对干压(ya)(ya)成型(xing)(xing)(xing)(xing)的影(ying)响分(fen)述如(ru)下(xia)：

　　A、模具的光洁度和配合情(qing)况

　　干(gan)压(ya)(ya)成(cheng)型对模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)质量要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)较(jiao)高(gao)，首(shou)先要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)硬(ying)度达(da)到(dao)一(yi)定(ding)的要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。由(you)于氧化锆稳(wen)定(ding)料(liao)的颗粒很(hen)(hen)细，流(liu)动性差，因而(er)对模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)的光洁度要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)很(hen)(hen)高(gao)，若(ruo)光洁度达(da)不(bu)到(dao)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)，则干(gan)压(ya)(ya)时影响(xiang)料(liao)的流(liu)动，从而(er)导(dao)致(zhi)分层的出(chu)现(xian)。同时，若(ruo)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)配合不(bu)好，间(jian)(jian)隙大，则由(you)于氧化锆粉料(liao)颗粒细，压(ya)(ya)制(zhi)时粉料(liao)会(hui)从模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)间(jian)(jian)隙中流(liu)出(chu)，从而(er)造成(cheng)模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)四周(zhou)的粉料(liao)少(shao)，这样压(ya)(ya)制(zhi)时四周(zhou)就不(bu)能压(ya)(ya)实，从而(er)会(hui)因压(ya)(ya)力传递不(bu)一(yi)致(zhi)而(er)出(chu)现(xian)分层，故对模(mo)(mo)(mo)具(ju)(ju)的配合要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)较(jiao)高(gao)。

　　B、成型压(ya)力(li)

　　成(cheng)型(xing)(xing)(xing)压(ya)力在氧化锆(gao)干压(ya)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)过程中是较关键的(de)，压(ya)力太小和太大(da)(da)都不能(neng)压(ya)制出(chu)理想的(de)坯(pi)体(ti)。压(ya)力太小，则烧后产品(pin)的(de)密度小，产品(pin)收缩大(da)(da)，坯(pi)体(ti)压(ya)实(shi)(shi)程度不够容易(yi)出(chu)现分(fen)层；而压(ya)力太大(da)(da)，坯(pi)体(ti)也(ye)容易(yi)出(chu)现裂(lie)纹、分(fen)层和脱模(mo)困难等现象(xiang)。合适的(de)成(cheng)型(xing)(xing)(xing)压(ya)力需要通过生(sheng)产实(shi)(shi)践来摸(mo)索(suo)。

　　C、加压方(fang)式

　　般干压(ya)(ya)(ya)成型时(shi)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)方(fang)式有两种，一(yi)种是单面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)，另一(yi)种是双面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)。当单面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)时(shi)，则直接受压(ya)(ya)(ya)的(de)一(yi)端压(ya)(ya)(ya)力(li)(li)大(da)，出现明显的(de)压(ya)(ya)(ya)力(li)(li)梯度(du)，粉料(liao)的(de)流(liu)动性(xing)越差(cha)，则坯体(ti)内出现的(de)压(ya)(ya)(ya)力(li)(li)差(cha)也就(jiu)越大(da)，越容易出现分层。双面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)时(shi)，坯体(ti)两端直接受压(ya)(ya)(ya)，因此两端密度(du)大(da)，中间密度(du)小(xiao)，其压(ya)(ya)(ya)力(li)(li)梯度(du)的(de)有效传递距离为(wei)单面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)的(de)一(yi)半，故坯体(ti)的(de)密度(du)比单面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)要均匀得多。因此氧化锆陶瓷干压(ya)(ya)(ya)成型时(shi)宜采(cai)用双面(mian)加(jia)(jia)(jia)压(ya)(ya)(ya)的(de)方(fang)式。

　　D、加压(ya)(ya)速度和保压(ya)(ya)时(shi)间

　　加压(ya)速度和保(bao)压(ya)时间(jian)(jian)(jian)控(kong)制不好也会造成(cheng)氧化(hua)锆坯体(ti)(ti)(ti)出现分(fen)层(ceng)等缺陷。压(ya)模下落的(de)速度应(ying)(ying)缓慢一些，如(ru)加压(ya)速度过快，则(ze)(ze)坯体(ti)(ti)(ti)中气(qi)体(ti)(ti)(ti)不易排出，从而导致(zhi)坯体(ti)(ti)(ti)出现分(fen)层(ceng)，表(biao)面(mian)致(zhi)密而中间(jian)(jian)(jian)松散，以及(ji)存在气(qi)泡(pao)等现象。如(ru)保(bao)压(ya)时间(jian)(jian)(jian)过短(duan)，则(ze)(ze)压(ya)力(li)还(hai)未传到(dao)应(ying)(ying)有的(de)深度时，外力(li)就(jiu)已(yi)卸掉，这(zhei)样坯体(ti)(ti)(ti)中气(qi)体(ti)(ti)(ti)不易排出，就(jiu)难以得到(dao)较(jiao)为(wei)理(li)想的(de)坯体(ti)(ti)(ti)，会导致(zhi)坯体(ti)(ti)(ti)出现分(fen)层(ceng)以及(ji)存在气(qi)泡(pao)等现象。同(tong)时保(bao)压(ya)时间(jian)(jian)(jian)应(ying)(ying)均匀一致(zhi)，否(fou)则(ze)(ze)会引(yin)起(qi)产品厚(hou)薄(bo)不均，造成(cheng)废品。

　　E、脱模方式和脱模速(su)度(du)

　　干压(ya)(ya)脱模(mo)时一般采用工具将坯体(ti)(ti)从(cong)模(mo)腔(qiang)中顶出(chu)，脱模(mo)速度要(yao)均匀缓慢(man)，如(ru)不(bu)注意会引起(qi)坯体(ti)(ti)开(kai)裂。实践(jian)表明脱模(mo)时脱模(mo)工具要(yao)平整，否则会引起(qi)坯体(ti)(ti)受力不(bu)均而造成(cheng)开(kai)裂。总之，干压(ya)(ya)成(cheng)型和上述几方面因素(su)都有(you)关系，要(yao)成(cheng)型出(chu)理想的坯体(ti)(ti)，以(yi)上各方面都要(yao)控制(zhi)好。

　　3、等静压成型

　　对形状(zhuang)特殊和尺寸大的(de)(de)(de)氧(yang)化锆结构陶(tao)瓷，需采用等(deng)(deng)(deng)静(jing)压(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)。等(deng)(deng)(deng)静(jing)压(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)坯体(ti)由(you)于各方(fang)向所受(shou)压(ya)(ya)力均匀相等(deng)(deng)(deng)，且(qie)压(ya)(ya)力大，因此成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)(de)(de)坯体(ti)密(mi)度高，均匀性(xing)好，烧成(cheng)(cheng)收缩小，不易(yi)变形、开(kai)裂(lie)、分层(ceng)(ceng)。该(gai)(gai)成(cheng)(cheng)型(xing)方(fang)法(fa)可避免干(gan)压(ya)(ya)时(shi)易(yi)出现(xian)的(de)(de)(de)分层(ceng)(ceng)，特别是成(cheng)(cheng)型(xing)较(jiao)厚的(de)(de)(de)氧(yang)化锆制(zhi)品，干(gan)压(ya)(ya)时(shi)极易(yi)出现(xian)分层(ceng)(ceng)，而等(deng)(deng)(deng)静(jing)压(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)则可避免，因此该(gai)(gai)成(cheng)(cheng)型(xing)方(fang)法(fa)是生产(chan)氧(yang)化锆制(zhi)品常用的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)。但等(deng)(deng)(deng)静(jing)压(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)(de)(de)坯体(ti)需要(yao)加(jia)(jia)(jia)工，因此会浪费一部分原料，同时(shi)由(you)于坯体(ti)很硬，加(jia)(jia)(jia)工比(bi)较(jiao)麻(ma)烦，且(qie)加(jia)(jia)(jia)工速度要(yao)求缓(huan)慢，否则坯体(ti)易(yi)发生断裂(lie)，生产(chan)效率不高。

　　二、烧成

　　氧(yang)化锆(gao)(gao)在不同温度下(xia)，存(cun)在着三种同质异形体(ti)，即立(li)方晶(jing)(jing)系、单斜晶(jing)(jing)系和四方晶(jing)(jing)系。氧(yang)化锆(gao)(gao)晶(jing)(jing)形的转变温度如下(xia)：

　　由(you)单(dan)斜晶(jing)系转(zhuan)化(hua)为(wei)四(si)(si)方(fang)晶(jing)系时(shi)伴(ban)有(you)7％左右(you)的体积(ji)变(bian)化(hua)。加热时(shi)由(you)单(dan)斜一氧化(hua)锆(gao)转(zhuan)变(bian)为(wei)四(si)(si)方(fang)一氧化(hua)锆(gao)发(fa)生体积(ji)收(shou)缩；冷却时(shi)由(you)四(si)(si)方(fang)一氧化(hua)锆(gao)转(zhuan)变(bian)为(wei)单(dan)斜一氧化(hua)锆(gao)发(fa)生体积(ji)膨(peng)胀，这种收(shou)缩与膨(peng)胀并(bing)不(bu)发(fa)生在(zai)同一温度，前(qian)者约为(wei)1200ºC，后者约为(wei)1000ºC。

　　氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)烧(shao)(shao)(shao)结温(wen)(wen)(wen)度(du)随(sui)原料的(de)(de)制备方(fang)法、细度(du)、添加(jia)剂种类和加(jia)入量的(de)(de)多(duo)少而不同，一般在1500～1650ºC之间，因此氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷(ci)没(mei)有统一的(de)(de)烧(shao)(shao)(shao)成曲线(xian)(xian)，其(qi)适宜的(de)(de)烧(shao)(shao)(shao)成制度(du)要(yao)(yao)通过烧(shao)(shao)(shao)成试验能得到。氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷(ci)的(de)(de)烧(shao)(shao)(shao)成由于伴(ban)随(sui)着体(ti)积的(de)(de)变化(hua)(hua)，很容易出现开(kai)裂，因此烧(shao)(shao)(shao)成曲线(xian)(xian)的(de)(de)选(xuan)择在氧化(hua)(hua)锆(gao)陶(tao)(tao)瓷(ci)烧(shao)(shao)(shao)成过程中是非常重要(yao)(yao)的(de)(de)。要(yao)(yao)注意控(kong)制升温(wen)(wen)(wen)速(su)率，特别在其(qi)晶相转变温(wen)(wen)(wen)度(du)区域内，升温(wen)(wen)(wen)速(su)率要(yao)(yao)放慢(man)，对厚胎和大(da)件制品更要(yao)(yao)注意升温(wen)(wen)(wen)速(su)率。在1100ºC以(yi)上降温(wen)(wen)(wen)速(su)率也要(yao)(yao)控(kong)制好，不能太(tai)快，否则也会出现开(kai)裂。

　　氧化锆(gao)材料有多种优异性(xing)(xing)能，特(te)别是(shi)具有增(zeng)韧的(de)作用(yong)(yong)(yong)，因而被(bei)作为韧性(xing)(xing)陶瓷广泛地应用(yong)(yong)(yong)的(de)。它具有高(gao)的(de)韧性(xing)(xing)、高(gao)的(de)抗(kang)弯(wan)强度、高(gao)的(de)硬度和耐磨性(xing)(xing)等特(te)点，更显(xian)示出应用(yong)(yong)(yong)的(de)广泛性(xing)(xing)。它在机械(xie)、电子、石油、化工、航天(tian)、纺织、精密(mi)测量(liang)仪(yi)器、精密(mi)机床(chuang)、生物工程和医疗器械(xie)等行业有着广泛的(de)应用(yong)(yong)(yong)前(qian)(qian)景(jing)(jing)。日用(yong)(yong)(yong)陶瓷刀具的(de)日益普及，也(ye)使得氧化锆(gao)结构(gou)陶瓷开始进军日用(yong)(yong)(yong)陶瓷领(ling)域。氧化锆(gao)结构(gou)陶瓷作为氧化锆(gao)的(de)一个重(zhong)要的(de)应用(yong)(yong)(yong)领(ling)域，目前(qian)(qian)越来越为人们所重(zhong)视(shi)，行业前(qian)(qian)景(jing)(jing)光明。