中國粉體網訊 ZrO2多孔陶瓷除了具有熔點高、硬度大、熱導率低、熱穩定性好和高溫蠕變小等特性，同時還具備多孔陶瓷密度小、強度大、氣孔率高、比表面積大、對流體自擾性強及過濾吸附性好等特點。
此外，ZrO2的馬氏體相變可起到相變增韌、微裂紋增韌和彌散增韌等增韌效果，可極大地提高多孔陶瓷的韌性和強度。
制備方法
依據造孔機理的不同，可將ZrO2多孔陶瓷的制備方法分為以下四類：即顆粒堆積法、模板復制法、犧牲模板法和直接發泡法。通常，制備ZrO2 陶瓷的過程包括陶瓷顆粒均勻混料、素坯成型、素坯干燥和多孔陶瓷燒結等環節。
（a）顆粒堆積法；（b）模板復制法；（c）犧牲模板法；（d）直接發泡法
顆粒堆積法
顆粒堆積法是在眾多制備ZrO2多孔陶瓷方法中，最為簡單和直接的方法。在素坯成型過程中，ZrO2顆粒和添加劑（燒結助劑、粘結劑等）均勻混合在一起，由于空間位阻作用使得粉體顆粒之間存在孔隙。在燒結過程中，粉體顆粒之間較小的孔隙，會通過體積收縮和晶粒擴散消除，而部分較大的孔隙未能排除，于是構筑成ZrO2多孔陶瓷的孔結構。
模板復制法
犧牲模板法
犧牲模板法是制備輕質、高強和隔熱多孔陶瓷的一種有效方法。在制備多孔陶瓷過程中，陶瓷顆粒或者前驅體組成連續基質相，與犧牲模板相均勻混合在一起，最后通過熱處理或者酸堿腐蝕處理，犧牲相將會去除使得塊體內部形成多孔結構。
直接發泡法
直接發泡法能夠制備開孔和閉氣孔的多孔陶瓷，該工藝的基本過程包括：第一、通過物理或者化學的方法使陶瓷漿料或者前驅體溶液產生氣泡；第二、將漿料中的氣泡穩定下來，然后使漿料固化得到多孔素坯；第三、多孔素坯干燥或者脫膠后，再經過燒結得到多孔ZrO2陶瓷。
氧化鋯多孔陶瓷的應用
在醫學領域的應用
在催化領域的應用
氧化鋯是一種獨特的氧化物，不僅具有酸性中心和堿性中心，還具有氧化性和還原性，與催化劑活性組分容易產生較強的相互作用。多孔ZrO2陶瓷可以用做一種優良催化劑和催化劑載體。利用全穩定氧化鋯具有較高的氧離子電導率的特性，可以實現ZrO2多孔陶瓷在氧傳感器和固體燃料電池電介質等功能材料領域中廣泛應用。
在保溫隔熱領域的應用
ZrO2多孔陶瓷結合了陶瓷材料和孔隙結構的優點，在保溫隔熱方面應用廣泛。比如，航天飛行器和工程結構材料(如渦輪機葉片、噴氣式引擎等)在惡劣的環境中需要特殊的材料給予保護。這些保護層材料不僅要使被保護材料不受腐蝕、磨損和沖蝕，還要起到隔熱的作用。將氧化鋯基材料制成多孔陶瓷可進一步降低熱導率，減小密度。同時，多孔陶瓷中的孔結構還可以緩解熱膨脹不匹配造成的應力。
在過濾方面的應用
氧化鋯陶瓷過濾片最高使用溫度1760℃，廣泛用于過濾各種鑄鋼件和大型鑄鐵件，高溫母合金及航空鑄件，磁性材料，銅鎂合金連鑄造和有色金屬合金低壓鑄造領域。
參考來源：
[1]艾建平等.輕質、高強、隔熱的多孔ZrO2陶瓷制備工藝研究進展
[2]汪長安等.輕質、高強、隔熱多孔陶瓷材料的研究進展
（中國粉體網編輯整理/山川）
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