纳米氧化锆相关资料分析
第一章 项目概况 投资公司：XXXXX 有限公司
技术支持：XXXXXX 研发团队
投产项目：5nm 级氧化锆
总投资金额：2000万元
资金来源：融资方式
预计年产纳米氧化锆1200吨，单价４0万元/吨，预计年总营业额４.８亿元。
第二章 产品介绍
通常情况下Z r O 2有四种存在形式：无定形、常温下稳定的单斜晶相，常温下稳定的四方晶相（添加稳定剂），高温下稳定的立方晶相。
立方晶 四方晶 单斜晶
常规情况下：单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆，这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩，但在冷却过程中，四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆，而在1000度左右转变，是一种滞后的转变，同时伴随着体积的膨胀。为了避免回到单斜相，必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。这样，稳定的氧化锆在室温至熔点的
温
度
范围内以相同的稳定的晶型存在。
单斜晶 四方晶
预投产项目可以在温度为420度时，即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm 级别四方晶相氧化锆。在目前市场，并未有同等级别产品。但是，制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下，在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变，需研发团队出具具体技术结果。
1170o C
1000o C
二、国内因素
（1）2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨，港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。海南地区为国内主要锆矿砂资源地，海南省国土资源厅为保护当地资源，将严格控制锆英砂等矿物产量，未来国内锆英砂供给量或将减少，锆英砂价格或将在高位继续上行。（2）国内环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能，氧氯化锆价格仍将持续提升。2017年山东等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产，国内氧氯化锆供应出现短缺，价格快速上涨，最新成交价格15000元/吨，较年初9900元/吨上涨52%，随着冬季城市取暖季限产即将来临，预计氧氯化锆环保限产仍将持续，氧氯化锆价格仍将上涨。
作为生产企业投产纳米氧化锆，需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量，而锆英砂垄断性比较高，几大垄断巨头控制定价权。国内氧氯化锆生产受制于环保要求，大规模减产。所以投产纳米氧化锆需要稳定的原材料来源，以确保生产销售的稳定性。
第四章纳米氧化锆的应用领域与市场分析预测
纳米级复合氧化锆相比普通的复合氧化锆粒径更小，达到纳米级别，其更高的附加使
用价值及超百亿的市场规模正在被快速开发。据了解我公司预投产项目为纯纳米氧化锆，不需要添加氧化稳定剂，比现阶段市场产品是否具有更高的性能与开发价值尚需研发团队验证。现仅就纳米复合氧化锆应用领域具体列示如下：
4.1义齿材料及人工关节
纳米ZrO2可明显提高陶瓷的室温强度和应力强度因子，从而使陶瓷韧性成倍提高。利用纳米ZrO2制备的复合生物陶瓷材料具有较好的力学性能、化学稳定性、生物相容性，是一种很有应用前景的复合型生物陶瓷材料，尤其在齿科材料和人工关节等方面。
（1）义齿材料
氧化锆是理想的全瓷牙材料，但是我国在全球种植牙市场中只占据了约1%的市场。这
并非是我国需求市场小，而是因为氧化锆全瓷牙的高价格（约3000/颗）造成了较低的市场渗透率。受益于我国经济发展，人民对全瓷牙接受程度及对口腔义齿重视程度的提高，以及我国加速老龄化的现状，假牙市场迎来高景气，氧化锆齿科材料潜在市场空间进一步扩大。根据之前 WHO 公布的全球老龄化图表显示：2015 年 60 岁以上人口占比超过30%的国家只有日本一个，而到 2050 年，中国、欧洲大部分区域以及北美部分区域，60 岁以上人口占比都将超过 30%。受全球老龄化的推动，假牙需求和市场空间将进一步增长，根据中国产业信息网资料显示，全球 2020年假牙市场有望达到 188 亿美元。
随着牙齿美观问题关注度和人均可支配收入提高，氧化锆陶瓷在齿科材料市场中的渗透率有望进一步提升。在目前主要的齿科材料中，氧化锆陶瓷虽然在性能上具备诸多优势，但其售价较高，制约其市场渗透率。而随着国民收入水平不断提高，叠加氧化锆齿科材料生产工艺和技术的发展，生产成本的降低，未来氧化锆义齿占比将不断提升，根据齿科行业协会数据显示，2015年我国义齿消费规模为57亿元，预计2020年国内义齿市场规模将达到 73 亿元，同时，氧化锆陶瓷在义齿材料中的渗透率有望进一步提高，乐观估计，国内氧化锆在义齿制作领域的市场空间将由 2015年的15亿，增至2020年将超20亿元。
（2）人工关节
ZrO2陶瓷于20世纪80年代中期开始应用于人工关节，由于氧化锆存在三种晶形，并
且在晶形转化的时候会引起体积的变化，从而使材料容易发生开裂，影响其作为人工关节的使用寿命。因此和齿类材料一样，纯的氧化锆也不能作为人工关节材料使用。为了提高氧化锆的稳定性，通过热处理和添加氧化稳定剂，如Y2O3、CeO2、MgO等，来稳定其晶体结构，使其在常温下能保持四方相，增强其机械强度。
4.2氧传感器
采用氧化锆制成的传感器有良好的导电性，在控制汽车尾气、电厂锅炉的燃烧上起到
重要作用。汽车工业中在使用三效催化转化器降低排放污染的发动机上，氧传感器是必不可少的，氧化锆式氧传感器是基于氧化锆固体电解质的材料特性来检测尾气中氧浓度的，按检
测空燃比数值的范围不同分为：窄型氧传感器和宽型氧传感器。窄型氧传感器即“传统氧传感器”，只能检测空燃比是大于或小于14.7；宽型氧传感器即新式氧传感器，简称“空燃
比传感器”，能检测的空燃比范围为23:1－11:1，且检测精度高，不仅能使发动机实现稀
混合气或浓混合气控制，而且喷油量的控制更加精确。氧化锆式氧传感器是目前最成熟，产量最大的一种氧传感器。是汽车排放控制系统中的关键部件之一，其信号输出特性直接影响发动机的燃油经济性和排放控制。
一般一辆汽车配2个或多个氧传感器，每个传感器需纳米复合氧化锆粉体5-10g；由于环保要求和氧传感器的节油特性（通过提高燃油燃烧效率），发达国家一般5万公里左右进行更替。按照2017年全球汽车产量9700万辆计算，考虑部分替换需求，全球氧传感器年产量在2亿支以上，消耗粉体1000-2000吨。
4.3汽车尾气净化催化剂助剂
汽车尾气净化催化剂一般由三个部分组成：载体（董青石、氧化铝）、助催化剂（纳米涂层增大比表面积、同时作为储氢材料）、催化剂（一般汽油车位铂钯铑等，柴油车为钒钨钛等）。其中锆铈固溶体复合氧化物材料作为助催化剂使用，是十分重要的涂层材料。
1升催化剂一般需消耗铈锆固溶体100g左右，每辆车的催化剂用量与排量相关，汽油车1L排量对应0.8-1.2L催化剂，柴油车1L排量对应2L催化剂。2017年全球汽车销量达到9700万辆；其中中国汽车产销量均超过2800万辆大关。假设以9700万辆车全部按照1L
排量汽油车、对应使用0.8L催化剂计算，铈锆固溶体年消费量7760吨。
4.4光纤连接器陶瓷插芯
纳米氧化钇稳定氧化锆（Nano-YSZ）粉体，因其优异的力学性能、化学稳定性和极高
的精密度等，可以用来制备光纤连接器的稀土结构陶瓷光纤插芯（精密针）和套筒，是光纤网络中应用面最广并且需求量最大的光纤无源器，是信息网络基础设施建设的重要组成部分。
主要的光纤陶瓷插芯生产企业有中国的三环集团、深圳太辰、威谊光通和宁波韵升等
企业，日本的Adamant、京瓷、大平洋、精工，韩国大源，台湾富士康集团等。中国的陶瓷插芯产量（含在华外资企业的产量）接近全球总产量的93%。
受益数据中心和电信网络的快速发展，技术的进步促进了光纤往更终端的用户迁移，近年来全球光纤连接器市场保持较快发展，预计消费纳米复合氧化锆1700吨，目标市场目规模6亿。
4.5移动终端产品
4.5.1手机背板领域市场空间预测
根据最新数据显示，2016年全球智能手机总销售量为14.7 亿部，同比 2015 年增加 2%，预计 2017 年手机出货量将达到15.3亿部，同时预计未来 5 年全球手机市场将以每年3.8%的增速增长。
目前在每块氧化锆背板中，原料氧化锆成本占比在35%左右，在目前良率下，氧化锆粉需求量为150-200g/块，假设未来渗透率为10%，此时市场空间将达到 90 亿元（手机销量×市场渗透率×原料成本）。而如果氧化锆陶瓷后盖发展乐观，例如在未来五年由于 5G 或
4.5G 技术商业化应用，陶瓷材料出现大规模的渗透，以及 iphone 或将采用陶瓷材料作为机身背板等。至 2021 年假设渗透率达 28%，则氧化锆粉体在手机背板领域的市场规模将达到近 276 亿元。
4.5.2手机指纹识别盖板市场空间预测
手机指纹识别市场潜力巨大，目前比较成熟的方案有蓝宝石、涂覆式(coating)、陶瓷盖板以及玻璃四种方案。
成本和性能方面，蓝宝石方案硬度高，耐腐蚀，但存在成本较高，抗摔能力不强的弱点，而涂覆式背面指纹识别方案由于涂层硬度不高，存在容易磨损和受汗水腐蚀等缺点，采用该方案的手机，使用一段时间后难免会有各种划痕出现。
外观方面，涂覆指纹识别方案常用在手机的背面，且质感稍差，较容易破坏背面的整体美观。而蓝宝石盖板按压式指纹识别方案应用在手机的正面，将指纹放在正面不仅可以让手机的背面更为美观，同时更符合用户的使用习惯和审美。
综上所述，正面指纹识别更受用户欢迎，但蓝宝石盖板材料价格高，又因其穿透性较差，适用蓝宝石指纹识别芯片价格也较高，同时由于其韧性稍差，厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm),因此市面上又出现了氧化锆陶瓷和钢化玻璃两种蓝宝石盖板替代材料。钢化玻璃具备制作工艺简单，成本低等优点，但硬度远不及蓝宝石，容易被被更高硬度的细小灰尘磨花，介电常数、抗弯强度也较差，厚度无法进一步做薄(目前最薄厚度为0.175mm)，影响识别速度，不能算是理想的蓝宝石替代材料。
氧化锆陶瓷材料介电常数是蓝宝石的 3 倍，此特性使指纹识别更灵敏，成功率更高，又由于韧性高于蓝宝石3倍以上，氧化锆保护层在保证抗摔强度下，目前最薄量产厚度低至0.1mm，而如果厚度做到和蓝宝石相同时，此时强度、抗摔性将显著优于蓝宝石。更重要的是，氧化锆的总成本却只有蓝宝石的 1/4，是替代蓝宝石高性价比方案。
据统计，目前已发布的正面指纹识别方案的智能手机高达20多款，小米5、OPPO R9
等旗舰手机都已经采用正面陶瓷盖板指纹方案，预计2017年还有会有大量搭载陶瓷盖板指纹识别方案的手机发布，具体分析如下：
指纹识别渗透率快速增长，预计 2020 年国内需求超过 3.4 亿组随着 2013 年苹果IPhone5S 在 home 键上添加了指纹识别技术，手机的开机设置从数字密码、图形解锁逐渐演变成现有的指纹识别。2016 年 6 月全球发布的智能手机共达到 27 款，其中搭载指纹识别功能的智能手机达到 20 款，占比达到 74%。iPhone7、小米 5、三星 Galaxy S6、华为 P9 等热销主流机型全部搭载指纹识别系统，16 年全年约40%的智能手机配备指纹识别。
随着越来越多的手机厂商把指纹识别功能应用到智能手机上，预计未来 5- 10 年内，指纹识别将成为智能手机的标配。到 2020 年，预计国内指纹识别在智能手机中的渗透率能达到 75%，国内指纹识别模组的需求将超过 3.4 亿组。
指纹识别盖板主要起到保护的作用，同时还要具有良好的识别能力。指纹识别盖板的介电常数越高，信号强度越好，穿透能力就越强，识别也越灵敏。所以指纹识别的材质影响着指纹识别的解锁速度和用户体验。
氧化锆盖板优势渐显，未来市场空间或超过 14 亿。盖板材料的介电常数直接影响指纹信号的传播速度，通过数据对比可以看出氧化锆的介电常数最高，是蓝宝石的 3 倍，玻
璃材料的 10 倍。所以氧化锆盖板的通讯性能更加优越，能更好地提升用户体验。莫氏硬度、抗折强度和断裂韧性反映了盖板的保护能力，通过对比可以看出氧化锆陶瓷的莫氏硬度为8.5，硬度可以与蓝宝石媲美，其他两项指标明显优于其他材料盖板。
从价格来看，三种材料的价格差距较大，蓝宝石的价格是陶瓷的两倍、玻璃的八倍，主要用于以苹果为代表的高端机型。目前玻璃盖板凭借价格优势受到中端机型的普遍青睐。随着氧化锆技术的不断突破和成本下降，越来越多地厂商开始关注陶瓷方案。
盖板用氧化锆市场空间测算
4.5.3智能穿戴拉动氧化锆市场需求广阔
智能穿戴设备是指对日常穿戴的事物进行智能化设计，而形成的可穿戴设备，例如智能手表、手环等。而随着电子技术发展，智能穿戴设备的生产成本降低，且功能更加丰富，开始逐渐流行起来。2017年全球可穿戴设备出货量为 1.024 亿部，并预测到 2021 年全球可穿戴市场的规模将达到 2.375 亿台。
预计2020 年纳米复合氧化锆在智能穿戴领域的市场空间将达到 8.75 亿元。根据目前 Apple Watch 的市场占有率统计，保守估计 17 年氧化锆在智能手表领域的市场渗透率在 50%左右，到 2020 年渗透率将达到 80%。其它可穿戴智能设备目前渗透率较低，估计在2%左右，到 2020 年预计达到 20%。
假设每件智能可穿戴设备所需的氧化锆陶瓷成本相同为 50 元每部，并随着陶瓷外观件生产工艺发展，成本将逐渐降低。则预计至 2020 年，氧化锆陶瓷在智能穿戴领域的市场空间将达到 25 亿元。再结合氧化锆陶瓷外观件中原料成本约35%左右，则对应氧化锆的市场空间为 8.75 亿元左右。
4.6特种刀具
陶瓷刀具在20世纪初期即有使用，但因其脆性局限其使用范围。近年来，随着纳米复合氧化锆复合材料的进步，其韧性大幅改善。陶瓷刀从原有的航空航天等高科技领域开始扩大到工业陶瓷刀具，现在，已广泛应用于日常生活领域中。氧化锆可加工成各种刀具，氧化锆陶瓷刀片是利用属于非金属材料的特种陶瓷原料加工而成,由于控制了原料纯度和颗粒尺
寸细化,并添加了各种碳化物、氮化物、硼化物和氧化物等改善其性能，同时通过颗粒、晶须、相变、微裂纹和几种增韧机理的协同作用提高其断裂韧性，使氧化锆陶瓷具有优异的性能，在具有传统金属刀具优点同时，还具有不生锈、健康、耐磨等优点，被誉为陶瓷钢。
目前，目标市需要量6000吨，市场规模7.5亿，家用氧化锆陶瓷刀有很多品牌，包括德国双立人、日本京瓷，美迪亚MIDDIA、金澳、苏泊尔等。
4.7燃料电池
固体氧化物燃料电池用锆基电解质是SOFC中应用最为广泛，研究最多的电解质材料。立方稳定ZrO2基电解质材料拥有极大的离子电导率，在高温下氧化和还原气氛中保持良好的化学稳定性，并且在很大的氧分压范围内具有纯的氧离子导电特性，同时具有很好的机械加工强度，可制作成致密膜电解质，因此其满足了固体氧化物燃料电池的几乎所有要求，成为制备SOFC电解质材料的首选，是固体氧化物燃料电池的核心部件。其电解质材料为钇稳定纳米氧化锆（YSZ），正极为YSZ表面镀Ni等金属，适用于中大型燃料发电项目。
但固体氧化物燃料电池中的ZrO2基固体电解质运行温度太高(1000℃)，存在材料会缓慢分解、相际扩散及金属连接材料腐蚀等缺点。因此，将其工作温度降低至中温范围(600－800℃)成为SOFCs发展的方向。但YSZ电解质在600℃电导率仅为0.001S/cm，电解质电导率只有在0.05S/cm以上，才能实现SOFC的高功率密度，因此目前的YSZ电导率无法满足高功率密度燃料电池的要求。为了提高ZrO2基固体电解质材料电导率，科学工作者在ZrO2的掺杂改性方面进行大量研究，并取得了显著成果。Sc2O3稳定的ZrO2（ScSZ）在氧化锆类固体电解质中显示了最高的电导率，并且其高温化学活性和热膨胀系数与YSZ相同，便于选用配套的电极材料，是YSZ的重要替代材料。
随着SOFC工艺发展的日趋成熟，部分欧美厂家突破了ScSZ的合成工艺，使ScSZ开始了SOFC电解质膜的商用化进程。目前，美、日等国采用稀土锆化合物作为电解质材料突破了SOFC中温操作技术，加工和运行成本得以大幅降低，其商品化前景日渐明朗。全球ScSZ 粉体的产量远远满足不了SOFC快速发展需求，供求短缺的矛盾日益凸显。
4.8特种机械零部件
陶瓷材料的脆性限制了其应用发展，纳米陶瓷是解决陶瓷脆性一种非常重要的途径。实验证明，可以利用ZrO2四方相相变为单斜相产生显微裂痕和残余应力对陶瓷进行增韧。当ZrO2颗粒在纳米级时转变温度可降到室温以下。因此纳米ZrO2能够明显提高陶瓷的室温强度和应力强度因子，从而使陶瓷韧性成倍提高。特种超韧型纳米复合氧化锆在轴承、轴套、阀球、壳体等领域有广泛应用。
4.9耐火材料
由于氧化锆的熔点高、导热系数低、化学性能稳定，所以常用做耐火材料。用纳米氧化锆制备的耐火材料优势更加显著，耐高温（使用温度可达2200℃）、强度高、绝热性能好、化学稳定性优，主要用于操作温度在2000℃以上的环境中。
第五章纳米氧化锆应用方向分析
5.1导入期产品
涂料、燃料电池电解质、手机背板、手机盖板处于导入期，处于这一时期的产品技术不成熟，生产规模较小，产品没有大规模的铺开，竞争不明显。我公司可以以这些产品做为纳米氧化锆研发方向，满足这些产品的生产需求，借助新行业的发展，推动我公司的发展。以下简要分析背板、盖板市场：
2017年6月，iPhone7陶瓷版手机推出的传言被证伪，到小米5陶瓷尊享版手机的抢先推出，然而几个月后，小米5陶瓷尊享版悄然下架。可以分析有可能氧化锆陶瓷手机背板的生产在技术上还不完善。
生产氧化锆陶瓷手机背板需要高端复合纳米氧化锆粉体达到50纳米左右，制品断裂韧性至少达到12以上。对于做成厚度只有0.3MM的手机背板，对陶瓷增韧技术要求非常更高。
纳米氧化锆能否应用于手机背板，主要取决于手机背板的生产成本。而手机背板的生产技术及烧成率等是成本的至关重要的因素，目前来讲，对于氧化锆陶瓷手机背板的形成工艺，水基流延成型是呼声较高的，当然业内也有采用注射成型，溶胶-凝胶成型等工艺。烧结工艺与烧结设备关系比较大，目前国内外的陶瓷烧结炉厂家都在聚焦这个产业热点，比如瑞士的Quintus Technologies，还有国内的江苏前锦炉业、合肥高歌等企业。但是成品率不高的问题依然没有得到解决。
鉴于通讯市场的繁荣，氧化锆手机背板市场容量大，但目前市场技术不成熟，建议前期观望，等技术相对稳定时迅速进入。
5.2成长期产品
刀具、工业结构陶瓷、特种机械零部件、人造牙齿、人造骨胳、光纤连接器、汽车尾气处理助催化剂，穿戴设备，经过最初的技术的发展，现阶段技术相对成熟，风险相对小，但
做为原材料市场的供货商可能已与生产厂商建立了相对稳定的关系，介入现有的市场需要更强大的性能稳定性和价格优势，但因为相较于导入期的产品风险相对较小，建议可以进入该市场。
5.3成熟期产品
研磨材料、氧传感器产品已进入成熟期，进入成熟期的产品生产技术较成熟，已趋于标准化生产，市场销售增长速度较慢，市场竞争主要以价格竞争为主，如想要进入该市场，需要打造产品的优势与差异性或进入细分市场，相对来说进入难度较大。如果想要进入此市场需要综合考量我公司产品与竞争优势，否则建议不进入。
由于研磨材料单价高（一般国内货源10-20万元/吨，国外货源50-80万元/吨），相对其他研磨介质的数千元-数万元/吨的价格而言，只在少数特定场合使用（如电子陶瓷、耐火材料、磁性材料、冶金、医药、食品、化妆品、涂料、纺织、印染、颜料等），年用量全球约6000吨左右（其中中国3000吨左右）。东方锆业的复合氧化锆产品每年有500吨左右的量用于生产研磨介质，毛利率40-50%。
参照东方锆业的毛利率，说明氧化锆应用于研磨材料市场附加值比较高，可以考虑进入细分市场。
第六章纳米氧化锆行业分析
目前市场主要的生产厂商有东方锆业（中小板上市）和国瓷材料（创业板上市），但都没同级别产品，所以细分行业情况不明确。
二氧化锆纳米材料 一．用途：纳米氧化锆本身是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损和低热膨胀系数的无机非金属材料,由于其卓越的耐热绝热性能，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域。 自1975年澳大利亚学者K.C.Ganvil首次提出利用ZrO2相变产生的体积效应来达到增韧陶瓷的新概念以来,对氧化锆的研究开始异常活跃。——利用其高硬度、抗磨损、耐刮擦、不燃的特性,极大的提高涂料的耐磨性和耐火效果。由于其导热系数低、并具备特殊光学性能,可用于军事、航天领域的热障涂料及隔热涂料。纳米复合氧化锆具备特殊光学性能,对紫外长波、中波及红外线反射率达85%以上;且其自身导热系数低,可提高其隔热性能。——由于不同晶型纳米氧化锆体积不同,可制备具备自修复功能的功能性涂料。 纳米复合氧化锆行业主要企业产能分布
二．目前的制备方法：化学气相沉积(CVD)法，液相法（包括醉盐水解法，沉淀法，水热法，徽乳液法，溶液姗烧法等），徽波诱导法及超声波法等几大类。 三．具体介绍方法：利用溶胶-凝胶法制备出高度有序的二氧化锆纳米管 简介：溶胶一凝胶法是指金属醉盐或无机盐经水解形成溶胶,然后使溶胶一凝胶化再将凝胶固化脱水,最后得到无机材料.在无机材料的制备中通常应用溶胶—凝胶方法,与传统的合成方法相比,具有高纯度、多重组分均匀以及易对制备材料化学掺杂等优点.该方法要使前驱体化合物水解形成胶体粒子的悬浮液(溶胶)后,成为聚集溶胶粒子组成凝胶,凝胶经过热处理得到所需的物质.溶胶—凝胶沉积法广泛用于在模板的纳米通道中制备纳米管或线.本文主要结合溶胶—凝胶法和模板合成法制备二氧化锆纳米管.由于锆的无机盐价格便宜且对大气环境不敏感[,我们利用锆的无机盐(氯化氧锆)作为前驱体溶液制备稳定的溶胶. 具体过程：
无机材料学报990331 无机材料学报 JOURNAL OF INORGANIC MATERIALS 1999年 第14卷 第3期 VOL.14 No.3 1999 高温等静压烧结Al2O3-ZrO2纳米陶瓷 高濂 宫本大树 摘要：本工作用化学共沉淀法制备了平均晶粒尺寸约20n m的20mol% Al2O3-ZrO2复合粉体，不含有Y 2O3作为四方氧化锆的稳定剂. 粉体的煅烧温度为750C，XRD结果表明, 粉体中含100%立方氧化锆相，未发现有Al2O3结晶相存在. 该粉体用高温等静压方法, 在1000C和200MPa的条件下烧结1h，得到了平均晶粒尺寸为50 nm(TEM表征)的致密陶瓷，样品密度为理论密度的98%左右. 对样品抛光表面的XRD定量分析结果表明，其抛光表面的相组成为：55% t-ZrO2-39% m-ZrO2-6% α-Al2O3. 关键词：高温等静压烧结，氧化铝－氧化锆，纳米陶瓷 分类号：TB 323 Fabrication of Al2O3-ZrO2 Nano-Ceramics by HIP GAO Lian (State Key Lab on High Performance Ceramics and Superfine Microstructure, Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of SciencesShanghai 200050China) MIYAMOTO Hiroki (Technology Research Institute of Osaka Prefecture Osaka 594-1157 Japan) Abstract Co-precipitation methods were used to produce 20 mol% Al2O3-ZrO2 powder, from aqueous solutions of zirconium oxychloride and aluminium chloride, followed by precipitation with ammonia. The resulting gel was calcined at 750 C. The prepared powder was sintered at 1000 C for 1 h under 200 MPa by using the hot isostatic pressing technique. TEM micrograph showed that the average grain size of the sintered body was only about 50 nm. XRD analysis on the polished surface indicated the phase composition of the nano-ceramics was 55% t-ZrO2-39% m-ZrO2-6% α-Al2O3. Key words nano-ceramics, HIP, Al2O3-ZrO2 1 引言 著名的诺贝尔奖获得者Feynman在六十年代就曾预言：如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话，我们就能使其得到大量可能的特性［1］.英国著名材料学file:///E|/qk/wjclxb/wjcl99/wjcl9903/990331.htm（第 1／5 页）2010-3-23 9:57:53
纳米氧化锆相关资料分析 第一章 项目概况 投资公司：XXXXX 有限公司 技术支持：XXXXXX 研发团队 投产项目：5nm 级氧化锆 总投资金额：2000万元 资金来源：融资方式 预计年产纳米氧化锆1200吨，单价４0万元/吨，预计年总营业额４.８亿元。 第二章 产品介绍 通常情况下Z r O 2有四种存在形式：无定形、常温下稳定的单斜晶相，常温下稳定的四方晶相（添加稳定剂），高温下稳定的立方晶相。 立方晶 四方晶 单斜晶 常规情况下：单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆，这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩，但在冷却过程中，四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆，而在1000度左右转变，是一种滞后的转变，同时伴随着体积的膨胀。为了避免回到单斜相，必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。这样，稳定的氧化锆在室温至熔点的 温 度 范围内以相同的稳定的晶型存在。 单斜晶 四方晶 预投产项目可以在温度为420度时，即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm 级别四方晶相氧化锆。在目前市场，并未有同等级别产品。但是，制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下，在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变，需研发团队出具具体技术结果。 1170o C 1000o C
二、国内因素 （1）2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨，港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。海南地区为国内主要锆矿砂资源地，海南省国土资源厅为保护当地资源，将严格控制锆英砂等矿物产量，未来国内锆英砂供给量或将减少，锆英砂价格或将在高位继续上行。（2）国内环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能，氧氯化锆价格仍将持续提升。2017年山东等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产，国内氧氯化锆供应出现短缺，价格快速上涨，最新成交价格15000元/吨，较年初9900元/吨上涨52%，随着冬季城市取暖季限产即将来临，预计氧氯化锆环保限产仍将持续，氧氯化锆价格仍将上涨。 作为生产企业投产纳米氧化锆，需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量，而锆英砂垄断性比较高，几大垄断巨头控制定价权。国内氧氯化锆生产受制于环保要求，大规模减产。所以投产纳米氧化锆需要稳定的原材料来源，以确保生产销售的稳定性。
纳米氧化锆陶瓷项目可行性报告 项目主要从事纳米氧化锆陶瓷的研发生产，预计总投资6139.25万元，其中：固定资产投资(固定资产投资)万元，占项目总投资的76.63%；流动资金1434.85万元，占项目总投资的23.37%。 预期达纲年营业收入10598.00万元，总成本费用8329.52万元，税金及附加39.55万元，利润总额2268.48万元，利税总额2637.64万元，税后净利润1701.36万元，达纲年纳税总额936.28万元；达纲年投资利润率36.95%，投资利税率42.96%，投资回报率27.71%，全部投资回收期5.11年，提供就业职位227个，经济效益和社会效益良好。
第一章项目基本情况 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx有限责任公司 （二）公司简介 在本着“质量第一，信誉至上”的经营宗旨，高瞻远瞩的经营方针，不断创新，全面提升产品品牌特色及服务内涵，强化公司形象，立志成为全国知名的产品供应商。 （三）公司经济效益分析 上一年度，xxx有限责任公司实现营业收入8876.24万元，同比增长23.90%（1712.19万元）。其中，主营业业务纳米氧化锆陶瓷生产及销售收入为7399.86万元，占营业总收入的83.37%。 根据初步统计测算，公司实现利润总额2029.17万元，较去年同期相比增长426.93万元，增长率26.65%；实现净利润1521.88万元，较去年同期相比增长267.81万元，增长率21.35%。 表1：上年度主要经济指标 项目单位指标 —————————————————————————————— 完成营业收入万元8876.24 完成主营业务收入万元7399.86
纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料特点及用途 万景材料科技QQ：41 特殊及新型耐火材料是在传统陶瓷和一般耐火材料的基础上发展起来的一种新型耐高温无机材料。其中，特殊耐火材料也称高温陶瓷材料。它以高纯度、高熔点的无机非金属材料（如纳米二氧化锆VK-R30N）为基本组分，采用高温陶瓷工艺或其他特殊工艺制成，具有纯度高、熔点高、高温结构强度大、化学稳定性和热稳定性好等特性。特殊耐火材料可分为纯氧化物耐火材料（如用纳米二氧化锆VK-R30N烧结）、难熔化合物和高温复合材料三类。新型耐火材料主要是指近年发展起来的由氧化物和非氧化物复合而成的兼备氧化物和非氧化物特性的耐火材料。 相对于这些普通耐火材料而言，特殊耐火材料，如用杭州万景新材料有限公司生产的纳米二氧化锆VK-R30N烧结，可提高材料硬度、韧性、强度、表面光滑性、玉质感强提高强度达到20%以上并具有如下几个特点： (1) 特殊耐火材料的大多数材质的组成已经超出了硅酸盐的范围，纯度高，一般的纯度均在95%以上，特殊要求的在99%以上。所用的原料几乎都是化学方法提纯的化工料，而极少直接引用矿物原料。这些材质的熔点都在1728℃以上。 (2) 特殊耐火材料的制造工艺不局限于干压法，除了应用传统的注浆法、可塑法等成型工艺外，还采用了诸如等静压、热压注气相沉积、化学蒸镀、热压、熔炼、等离子喷涂、轧膜、爆炸等成型新工艺，并且成型用的原料大多采用微粒级的细粉料。 (3) 特殊耐火材料成型以后的各种坯体需要在很高温度下和在各种气氛环境中烧成，烧成温度一般均在1600-2000℃，甚至更高。烧成设备除了烧成普通耐火材料用的高温倒焰窑和高温隧道窑外，还经常使用各种各样的电炉，如电阻炉、电弧炉、感应炉等。这些烧成设备可以提供不同坯体烧成所需的气氛环境和温度。如氧化性气氛、还原性气氛、中性气氛、惰性气氛、真空等。某些特殊电炉的温度可高达3000℃以上。 (4) 特殊耐火材料的制品（如用纳米二氧化锆VK-R30N烧结）更加丰富。它不仅可以制成像普通耐火材料那样的砖、棒、罐等厚实制品，也可以制成像传统陶瓷那样的管、板、片、坩埚等薄型制品，还可以制成中空的球状制品、高度分散的不定型制品、透明或不透明制品、柔软如丝的纤维及纤维制品、各种宝石般的单晶、以及硬度仅次于金刚石的超硬制品。纳米二氧化锆VK-R30N烧结制品是以纯度大于99.99%的氧化锆(ZrO2)为原料，用高温陶瓷工艺方法或其他特殊工艺方法制成的耐火材料。 杭州万景新材料有限公司出产的耐火材料专用纳米二氧化锆（VK-R30N，粒径30nm）比表面积大，活性高，可促进耐火材料的烧结，增加致密性，且热导系数小(1000℃, 2.09W/m·℃)，线膨胀系数大(25-1500℃，9.4×10-6/℃)，高温结构强度高，1000℃时耐压强度可达1200-1400MPa。导电性好，具有负的电阻温度系数，电阻率1000℃时104Ω·cm，1700℃时6-7Ω·cm 。化学稳定性好，2000℃以下对多种熔融金属、硅酸盐、玻璃等不起作用。苛性碱、碳酸盐和各种酸(浓硫酸和氢氟酸除外)的溶液与纳米二氧化锆（VK-R30N，粒径30nm） 纳米二氧化锆制成特殊及新型耐火材料用途： 二氧化锆坩埚用于熔炼铂、铑、铱等贵重金属及合金。氧化锆砖用于2000℃以上的高温炉衬。氧化锆不被熔融铁所润湿，可用作盛钢捅、流钢槽的内衬和连铸的水口材料。氧化锆棒体可作为发热元件，用于氧化气氛下2000-2200℃的高温炉。氧化锆固体电解质可作为快速测定钢液、铜液及炉气中氧含量的测氧探头及高温燃料电池的隔膜等。此外，稳定氧化锆可用作火焰喷涂或等离子喷涂料。
纳米级二氧化锆的应用 二氧化锆是一种具有高熔点、高沸点、导热系数小、热膨胀系数大、耐磨性好、抗腐蚀性能优良的无机非金属材料。其纳米材料因具有比较高的比表面积而有许多重要用途，近几年来已成为科研领域中的一个热点，并被广泛应用于工业生产中。由它可以制备出多种功能的陶瓷元件，在固体氧化物燃料电池热障涂层材料、催化剂载体润滑油添加剂气敏性耐磨材料等方面都有一定的应用和发展。 结构陶瓷方面，由于纳米二氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，优异的隔热性能，热膨胀系数接近于钢等优点，因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、表壳及表带、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。 钇稳定纳米二氧化锆(优锆纳米材料)粒径小，纯度99.9%，平均粒径20-40纳米，烧出来的陶瓷通透性好，表面光洁度高，适合做牙科陶瓷，刀具陶瓷，结构陶瓷，生物陶瓷。 纳米氧化锆粉体(优锆纳米)，具有纳米颗粒尺寸细、粒度分布均匀、无硬团聚和很好的球形度。生产中做到了精确控制各组分含量，实现不同组分之间粒子的均匀混合，严格控制颗粒尺寸、形态和结构，保证了产品的质量。利用该产品掺杂不同元素的导电特性，在高性能固体电池中用于电极制造，成为电池专用。 纳米氧化锆粉体（40-50纳米）分散在水相介质中, 形成高度分散化、均匀化和稳定化的纳米氧化锆液(苏州优锆纳米材料)。纳米氧化锆分散液除具有纳米粉体的特性外，还具有更高的活性、易加入等特性。纳米氧化锆分散液做到产品中纳米材料以单个纳米粒子状态存在，客户使用能用到真正的纳米材料，用出真正的纳米效果，大大提高产品的性能。纳米氧化锆分散液因为达到了完全单分散纳米状态，所以和其他材料表面接触后不是普通粉体材料的吸附，而是和化学键结合一体，所以有极高的稳定性，可以极大的提高耐水洗，耐磨、抗菌等性能，极大地发挥纳米材料的作用。
３７６ 电子显微学报Ｊｃｈｉｎ．ＥｌｅｃｔｒＭ１ｃＴｏｓｃｓｏｃ ２３（４）：３７６—３７６２００４年 ｃＶＤ制备的碳包纳米氧化锆陶瓷粉粒 闫翠芬，李小莉，张晓芸，杨晓敏，贾虎生 （太原理工大学材料科学与工程学院，山西太原０３００２４） 纳米氧化锆是一种极为重要的新型陶瓷材料，有其它陶瓷材料无法比拟的许多优异性能ｗ。但由于其颗粒粒径小，比表面积大，导致其表面能较高，极易形成团聚，很大程度上影响了所制备材料的性能。本文利用化学气相沉积法成功实现了对纳米氧化锆陶瓷粉粒的表面包碳，大大降低了粉粒的团聚。 纳米３Ｙ－ｚｒ０２粉体以氧氯化锫和氯化钇为主要原料，采用溶胶一凝胶法制备，所得凝胶体经５５０℃煅烧２ｈ获得。利用管式电阻炉，将已制备好的纳米３Ｙ．ｚｒ０２陶瓷粉体称量后均匀放入石英舟内并置入石英管中测温探头的正下方，向石英管中先通人氩气，流量控制为２００ｒＩｌｌ，瓶ｎ，持续２０Ｉｌｌｉｎ后，同时以不同流量比通人氧气和乙炔气体。其工艺一为：ｖ（Ａｒ），（ｃ：Ｈ２）＝１０；工艺二为：ｖ（Ａｒ），（ｃ：巩）＝１５；工艺三为：ｖ（Ａｒ），（Ｃ２屿）＝５，然后在７５０℃下保温一定时间后停止反应，在氩气的保护氛围下冷却至室温。用ｘＲＤ、ＴＥＭ、ＨＲＴＥＭ对包裹粉粒进行表征。 比较三种工艺，工艺一的包裹效果最佳。图１为工艺一的ＴＥＭ照片，可以看到颗粒的分散性较好。图２是将图１局部放大后的Ｈｆ淝Ｍ照片，从图中观察到，所得碳包纳米氧化锆陶瓷粉粒的形状为类球形，粒径约１８ｎｍ左右，且具有尺寸细小均一、分散状态良好的特性。原因是纳米３Ｙ．ｚｒｏ，粉粒表面活性较高，在此起到了催化剂的作用，使沉积到其上的碳原子易于结晶形核形成包裹层，从而起到了空间位阻的作用，有效的防止了纳米粉粒的团聚，从哪Ｍ照片中观察到包碳层已晶化。在工艺二中，乙炔的相对浓度降低，分解产生的碳原子浓度降低，不易形成较好的包裹层。图３为该条件下的ＨＲ他Ｍ照片，粉粒的分散性较好．但包裹层晶化程度不高。工艺三中，乙炔含量相对较高．反应阶段产生的碳原子浓度高．过剩的碳原子容易覆盖到纳米粉体表面上，使起催化作用的纳米粉粒活性失活，这时碳原子只能以无定形碳等形式沉积下来，同样不易形成较为理想的包裹层。从图４的ＨＲＴＥＭ照片看到，粉体的团聚较为严重。因此，存在一个最佳原料气配比（ｖ（Ａｒ），（ｃ：Ｈ２）＝１０），既保证基体粉粒上有一定的碳原子浓度，又不会产生碳原子浓度过剩，失去纳米粉体催化剂的活性，能形成较为理想的碳包裹层。与包碳前的粉体相比，包碳后粉体的ｘＲＤ衍射谱图中没有新衍射峰出现，但包碳前几个单斜相的衍射峰变弱甚至消失了，组成物为较纯的四方相氧化锆，说明包碳修饰后粉体出现了较好的晶型结构。其原因可能是电阻炉中高温反应条件下，一部分碳原子渗人到纳米粉粒中，碳原子对纳米氧化锆的四方相起到了稳定的作用，使～部分单斜相氧化锆转变为四方相氧化锆。这一结论与王大宁等”－的研究结果相一致。 参考文献： ［１］Ｐｉｃｏｎｉｃ，Ｍａｃｃａ啪Ｇ．ｚｉｒｃｏｎｉａａｓｃｅｍｔＩｌｉｃｂｉｏｍ砒ｅｄａｌ［Ｊ］．Ｂｉ啪ｍｅｄｄｓ．１９９９．２０：ｌ一２５． ［２］王大宁，粱开明．万菊林．硅酸盐学报［Ｊ］，１９９８．２６（２）：２雏２３６ 图ｌ工艺一，包裹粉体的ⅡＭ照片（Ｂ皿＝１００ｎｍ）；图２工艺一，包裹粉体的Ｈ砌ＥＭ照片（Ｂ盯；１０珊）； 图３工艺二，包裹粉体的ＨＲⅡＭ照片（Ｂ盯＝ｌＯ舢）；图４工艺三，包裹粉体的ＨＲｌＥＭ照片（Ｂａｒ；１０ｎｍ）。 基金珥目：山西省自然科学基金赍助项目（Ｎｏ．ｊ０∞１０“） 万方数据
纳米氧化锆粉体的合成与表征 李杰119024189 无111 1 引言 二氧化锆是制备特种陶瓷最重要的原料之一，由于其具有优良的机械、热学、电学、光学性质而在高温结构材料、高温光学元件、氧敏元件、燃料电池等方面有着广泛的应用，它是2l世纪最有发展前景的功能材料之一。而控制氧化锆前驱粒子的颗粒尺寸对制备高性能氧化锆陶瓷具有重要意义。 本研究采用水／环己烷／辛基苯基聚氧乙烯醚（Triton X-100）／正己醇四元油包水体系，通过反相微乳液法制备了纳米ZrO2粉体，用TEM,XRD等对所制备的纳米粉体进行了表征，研究了煅烧温度、pH值、陈化时间对ZrO2纳米粒子结构与性能的影响。结果表明，以单斜相为主的ZrO2纳米粉体，其晶粒尺寸可控制在20 nm左右；随着煅烧温度的提高，ZrO2的结晶程度逐渐提高；随着pH值的提高，少量四方相ZrO2全部转化为单斜相；随着陈化时间的增加，ZrO2颗粒尺寸变大。 2 结构性质 自然界的氧化锆矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。纯氧化锆的分子量为123.22，理论密度是5.89g/cm3，熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100℃左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳定，因此在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。 3 用途 3.1 ZrO2在特种陶瓷中的应用 由于高纯ZrO2具有优良的物理化学性质,当其与某些物质复合时,在不同条件下又具有对电、光、声、气和温度等的敏感特性,使其广泛用于电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等高新技术领域。 3.1.1 电子陶瓷 ZrO2在电子陶瓷中的应用主要有压电元件(如发火元件、助听器、拾音器等),滤波器(用于电视机、收录机、共电式无线电收发机等),超声波振荡器(用于潜艇音纳、鱼群探测器和测深仪等),蜂鸣器(用于电子计算机输入功率鉴定信号机、曲调桌式电子计算机、数字显示手表及闹钟等)及高温导体等。
纳米氧化锆相关资料分析 第一章 项目概况 投资公司：XXXXX 技术支持：XXXXXX 研发团队 投产项目：5nm 级氧化锆 总投资金额：2000万元 资金来源：融资方式 预计年产纳米氧化锆1200吨，单价４0万元/吨，预计年总营业额４.８亿元。 第二章 产品介绍 通常情况下Z r O 2有四种存在形式：无定形、常温下稳定的单斜晶相，常温下稳定的四方晶相（添加稳定剂），高温下稳定的立方晶相。 立方晶 四方晶 单斜晶 常规情况下：单斜氧化锆加热到1170度转化为四方氧化锆，这个转变速度很快并伴随7%-9%的体积收缩，但在冷却过程中，四方氧化锆往往不在1170度转变为单斜氧化锆，而在1000度左右转变，是一种滞后的转变，同时伴随着体积的膨胀。为了避免回到单斜相，必须通过外来氧化物对高温晶型进行稳定。这样，稳定的氧化锆在室温至熔点 的 温度围以相同的稳定的晶型存在。 单斜晶 四方晶 预投产项目可以在温度为420度时，即可在无须添加氧化稳定剂的情况下制备出5nm 级别四方晶相氧化锆。在目前市场，并未有同等级别产品。但是，制备温度的改变以及没有填加稳定剂的情况下，在常温条件晶体的稳定性及物理、化学性能是否改变，需研发团队出具具体技术结果。 1170o C 1000o C
（1）2017年11月锆英砂价格上涨3.13%至9900元/吨，港口库存环比下降3.26%至13.64万吨。地区为国主要锆矿砂资源地，省国土资源厅为保护当地资源，将严格控制锆英砂等矿物产量，未来国锆英砂供给量或将减少，锆英砂价格或将在高位继续上行。 （2）国环保限产影响全国约一半的氧氯化锆产能，氧氯化锆价格仍将持续提升。2017年等地氧氯化锆产能由于环保不达标被限制生产，国氧氯化锆供应出现短缺，价格快速上涨，最新成交价格15000元/吨，较年初9900元/吨上涨52%，随着冬季城市取暖季限产即将来临，预计氧氯化锆环保限产仍将持续，氧氯化锆价格仍将上涨。 作为生产企业投产纳米氧化锆，需要稳定的原材料来源以稳定产品的价格与质量，而锆英砂垄断性比较高，几大垄断巨头控制定价权。国氧氯化锆生产受制于环保要求，大规模减产。所以投产纳米氧化锆需要稳定的原材料来源，以确保生产销售的稳定性。
纳米氧化锆陶瓷材料摩擦磨损情况研究 青岛市技师学院王利利 近些年，很多学者对纳米氧化锆陶瓷的制备研究比较多，但是对其性能的研究相对较少一些。随着纳米材料的逐渐应用，尤其是医学应用领域，对其性能的要求越来越高，不仅要有良好的力学性能，还要有好的摩擦磨损性能。本文主要研究润滑条件下，纳米氧化锆陶瓷材料的摩擦磨损情况。 摩擦磨损实验用的试件是自制的3Y-TZP陶瓷块，纳米氧化锆复合粉体，在200Mpa的压力下，干压成型后再冷等静压成形，在1450oC常压烧结制备。经金刚石切割，精密磨床磨削加工后制成所需尺寸19X13X11.7。润滑液为10号机油，对磨环块是经淬火和回火处理而制成的GCr15钢环，摩擦表面也经过磨削加工并抛光。与纳米氧化锆陶瓷块对比的试件是氧化铝陶瓷块，含95%的三氧化二铝，尺寸同3Y-TZP陶瓷块。 润滑条件下的主要参数为：转速范围360转/分～840转/分，载荷（试验力）范围100N～1000N，室温，相对湿度为60%，润滑介质为10号机油。 一、摩擦系数 1.载荷对摩擦系数的影响 在10机油润滑条件下，测得的摩擦系数随载荷和转速的变化如图1所示。润滑条件下的摩擦系数明显比干摩擦时降低了很多，在0.05～0.14之间。从图中，我们可以看出来，随着法向载荷由100N到600N的逐渐增加，纳米ZrO2陶瓷材料的摩擦系数成上升趋势。因为加在试样上载荷增加了，两接触表面之间产生的摩擦力也大了，摩擦系数随着载荷的增加而上升，但是上升趋势越来越缓慢。 在转速240r/min的时候，摩擦系数随载荷变化不大，比较平稳；但是在840r/min的时候，摩擦系数随着载荷的波动变化比较大，100N至400N之间摩擦系数迅速上升，由0.0561迅速上升到0.1121，然后逐步平稳，在0.12附近波动。与其它几种常用的牙科医用材料相比，钛合金、镍铬合金在O．3左右，钴铬合金在O.25左右。A1203陶瓷的摩擦系数在0.45—0.70之间波 2 2.转速对摩擦系数的影响 从图1中，可以看出，无论载荷是多少，摩擦系数都随转速的增加而下降。分析其原因，在转速低的时候，试样与摩擦副的接触面磨合比较慢，粗糙度大，从而摩擦力就大，所以摩擦系数大；而转速高的时候，试样与摩擦副的接触面磨合迅速，表面的粗糙度小了，摩擦力就小了，所以摩擦系数就小。另外，转速增高了，摩擦表面产生了塑性变形，并且逐渐加剧，从而使接触面升温、软化，起到了润滑作用。所以，随着转速的增加，摩擦系数成下降趋势。 3.时间对摩擦系数的影响
纳米二氧化锆在催化领域中的应用 二氧化锆由于其高韧性，在功能结构陶瓷领域得到了广泛应用，同时二氧化锆作为一种同时具有酸性、碱性、氧化性和还原性的金属氧化物，其特点和性质，使纳米二氧化锆在催化领域中具有十分重要的科研价值与应用前景。近年来，对它的研究甚多，有的研究结果已应用于工业实践，并取得了较好的效果。 1 纳米二氧化锆催化剂 zr02表面同时具有酸性和碱性，因此它也同时具有氧化性和还原性，既可作为催化剂，也可作为催化剂载体使用。 1．1纳米二氧化锆单一催化剂 纳米二氧化锆催化剂在一氧化碳加氢合成异丁烯、二氧化碳加氢生成甲醇等方面有重要应用。且纳米二氧化锆的制备方法对二氧化锆的物理性质和催化性能有较大的影响。 催化剂的酸碱性表征结果表明，酸碱性对催化剂的催化性能影响很大，催化剂上适宜的酸碱数量和酸碱比例是影响其催化cO加氢合成异丁烯性能的非常重要的因素。Liu X M等“将纳米ZrO2。催化剂应用于c02加氧生成甲醇的反应，实验结果表明，在c0。加氢的反应中，c02表现出很高的转化率，使用纳米Zr02。为催化剂制备得到甲醇，同时也表现出很高的选择性。Masaru Watanabe…研究了在超临界水中，以纳米二氧化锆（VK-R30，生产商：宣城晶瑞新材料有限公司）作催化剂对生物体中的葡萄糖和纤维素加氢的反应。在同样条件下，对比了只加碱金属，不加催化剂的实验。结果表明，用二氧化锆作催化剂的加氢产量增加了2倍。 2纳米二氧化锆复合催化剂 采用不同方法制备的不同的纳米二氧化锆复合催化剂在结构、物化性质、催化活性及反应选择性上有较大的差异。 高志华等同利用完全液相法制备了CuO／ZrO2：浆状催化剂，并考察了cuo／zr02催化剂上cO加氢反应的性能。结果表明，此方法制备的CuO／Zr02浆状催化剂具有与传统方法制备的固体催化剂相似的相结构；利用共沸蒸馏法进行表面处理后，CuO／ZrO2。催化剂分散均匀且易于还原。CuO／ZrO2：浆状催化剂用于co加氢反应时，不需另外添加甲醇脱水剂就可以直接合成二甲醚，在473K时CuO／Zr02对二甲醚的选择性达到92．1％，并且在15d的反应中催化剂呈现出良好的稳定性。 王心晨等采用溶胶一凝胶技术制各了系列Ti02-Zr02复合催化剂，考察了制备方法、ZrO2：添加量及焙烧温度等对反应活性的影响。结果表明，以锆的无机盐为前驱体采用混胶法制备的Ti02-ZrO2。复合催化剂的光催化活性。同时兼有制备成本低、无自身环境污染等优点。在Ti02光催化剂中添加适量ZrO2。粒子可以改善催化剂的抗烧结、抗失活性能以及光催化性能，ZrO2。添加量为12％(wt)。然而，ZrO2。粒子的引入不利于乙烯深度光催化氧化。
纳米超细高纯二氧化锆的性能、发展及应用简述 《纳米新材料应用技术》 2013年02月第3期王航 一、高纯二氧化锆性质简述 高纯二氧化锆（VK-R50）为白色粉末。熔点高达 2680℃, 导热系数、热膨胀系数、摩擦系数低, 化学稳定性高, 抗蚀性能优良, 尤其具有抗化学侵蚀和微生物侵蚀的能力。大量用于制造耐火材料、研磨材料、陶瓷颜料和锆酸盐等。从结构上看, 二氧化锆由于其具有酸性和碱性表面中心, 因而是一种理想的酸基双功能催化材料, 在催化领域起重要作用。二氧化锆还具有独特的相变增韧性, 这使二氧化锆陶瓷不仅强度高, 断裂韧性也很大。同时, 二氧化锆具有高温氧离子导电性, 这一点在氧传感器中得以应用。 高纯二氧化锆有三种晶型〔1〕: 低温为单斜晶系, 相对密度为 5. 65g /cm3; 高温为四方晶系, 相对密度为 6.10g/cm3更高温度下转变为立方晶系, 相对密度为6.27g/cm3。 单斜氧化锆（VK-R50）加热到 1170℃时转变为四方氧化锆, 这个转变速度很快并伴随 7%～ 9% 的体积收缩。但在冷却过程中, 四方氧化锆往往不在1170℃转变为单斜氧化锆, 而在 1000℃左右转变, 是一种滞后的转变, 同时伴随着体积膨胀。 在固定组成陶瓷基体中, 二氧化锆的相变温度随粉体颗粒直径的减小而降低, 在冷却过程中大颗粒先发生转变, 小颗粒在较低温度下发生转变,当颗粒足够小时能够提高材料强度的四方二氧化锆（VK-R50Y3）可以保存到室温, 甚至室温以下。因此, 减小氧化锆粉体粒度对于提高材料强度是非常有利的。 二、二氧化锆的发展历程 拥有国际一流纳米、新材料产品，为客户提供最优质服务。正是坚持这样的目标，杭州万景新材料有限公司推出超细高纯纳米二氧化锆粉体VK-R50。 自从1975年澳大利亚学者K.C.Ganvil首次提出利用Zr 2 O(VK-R50Y3)相变同时产生 的体积效应来达到增韧陶瓷的新概念以来，对ZrO 2 陶瓷用作结构材料的研究就十分活跃， 从相变结晶学、热力学、增韧机理及材料制备系统与工艺等方面入手，企图使ZrO 2 陶瓷 材料或用ZrO 2 (VK-R50Y3)增韧后的陶瓷发挥更大的效用。目前研究报导较多的材料系统 并具有一定效果的有:部分稳定氧化锆(VK-R50Y3);多晶四方ZrO 2 (VK-R50Y5);氧化锆增 韧氧化铝(VK-L30);氧化锆增韧莫来石(ZTM);增韧Si 3N 4 、SiC及超塑性氧化锆等几方面， 其他增韧ALN、堇青石、尖晶石等亦有报导。由于ZrO 2相变增韧使Al 2 O 3 、莫来石、SiN 4 、 SiC的断裂性能亦有不同程度的提高，Si 3N 4 的材料Kic从4.8一5.8提高至7左右，Al 2 O 3 材料KiC。由4.5提高到9.8。为这些材料的进一步应用提供了力学性能上的保证。 早在1789年Klaproth就从宝石中提炼出了二氧化锆，但直到本世纪40年代才作为燃气灯罩应用于工业中。此后，相继在耐火材料、着色及磨料中得到应用。近十年来，研制出了具有良好韧性及多功能性的新产品，因而陶瓷的应用数量增加，所涉及到的领域也在不断扩大。 二氧化锆（VK-R50）是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良导电性能的无机非金属材料，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域，直到上世纪70年代中期以来，国际上欧美日先进国家竟相投入具资研究开发氧化锆生产技术和氧化锆系列产品生产,进一步将氧化锆的应用领域扩展到结构材料和功能材料，同时氧化锆也是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料之一，目前正广泛地被应用于各个行业中。
纳米氧化锆厂家纳米氧化锆价格 纳米氧化锆作为新型纳米材料之一，其价值和作用是很大的，尤其在工业等领域，发挥了很大的价值和作用。没错，下面小编要给大家介绍的就是纳米氧化锆。下面先让我们一起来了解一下，纳米氧化锆的性质有哪些吧！ 性质 纳米氧化锆具有抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点。将纳米氧化锆与其他材料（Al?O3 、SiO?）复合，可以极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯强度等。因此，纳米二氧化锆不仅应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域，也应用于提高金属材料的表面特性（热传导性、抗热震性、抗高温氧化性等）。利用纳米二氧化锆掺杂不同元素的导电特性，在高性能固体电池中用于电极制造。 纳米氧化锆粉体烧结成的陶瓷由于其相变增韧的良好性能已成为主要的结构陶瓷之一；在纳米复合材料研究中，将纳米二氧化锆作为弥散相对基体进行增强韧化，已取得显著的效果；
稳定纳米氧化锆作为一种理想的电解质已被广泛地应用于固体氧化物燃料电池中。 纳米氧化锆厂家哪家好？小编要给大家介绍的是京煌科技有限公司。 石家庄市京煌科技有限公司由河北科技大学教授创办，其前身为河北科技大学化工技术研究所，是一家以纳米高纯材料的研发、生产的科研院所型企业。公司长期服务于中国军工系统，69%的客户集中在军工企业和相关高校。 在锂电新能源领域先后研制成功纳米系列产品：锂电专用镁，铝，锆，钛，硅，铌，锂，锰，钙等纳米粉体材料；锂电专用碳纳米管粉体和浆料；锂电专用石墨烯和浆料产品；锂电池电解液纳米粉体添加剂材料等产品系列；同时京煌欢迎更多的科研院所和企业加入京煌锂电纳米材料生态型平台建设中来；为锂电新能源客户提供更多的纳米材料和产品解决方案。 京煌科技有限公司主营纳米氧化镁、纳米氧化锆等产品，产品种类齐全、满足客户们的不同要求。想了解更多详细信息和内容，欢迎大家点击咨询，京煌科技将竭诚为您服务！
目录 第一章绪论 (1) 第二章文献综述 (3) 2.1 纳米二氧化锆材料概述 (3) 2.2 纳米二氧化锆材料的制备概况 (3) 2.2.1 纳米二氧化锆材料的制备 (4) 2.2.2 纳米二氧化锆材料制备中存在的问题 (4) 2.3二氧化锆纳米晶体材料的合成研究进展 (5) 2.3.1 微波技术辅助二氧化锆纳米晶体材料的合成 (5) 2.3.2过渡金属促进剂辅助二氧化锆纳米晶体材料的合成 (7) 2.3.3 表面活性剂辅助二氧化锆纳米晶体材料的合成 (9) 2.4 本论文的选题目的及研究内容 (11) 参考文献 (12) 第三章实验合成与测试方法 (21) 3.1 原料试剂与合成方法 (21) 3.2 样品结构与表面性质表征 (24) 3.2.1 晶体晶相结构与含量及晶粒尺寸的测定 (24) 3.2.2 比表面积和孔结构的测定 (24) 3.2.3表面形貌分析 (25) 3.2.4 红外光谱分析 (25) 3.2.5 紫外-可见漫反射光谱分析 (25) 3.2.6 氨的程序升温脱附分析（NH3-TPD） (25) 3.3 酯交换探针反应性能测试 (26) 第四章溶剂辅助一步法二氧化锆纳米晶体的可控合成 (27) 4.1 引言 (27) 4.2 样品的合成 (29) i
4.3.1 二氧化锆纳米晶体的可控合成研究 (29) 4.3.1.1 不同的锆前驱体浓度对合成晶体结构的影响 (29) 4.3.1.2 反应温度对合成晶体结构的影响 (32) 4.3.1.3 反应时间对合成晶体结构的影响 (33) 4.3.1.4 溶剂对合成晶体结构的影响 (35) 4.3.2 二氧化锆纳米晶体的表征与分析 (36) 4.3.2.1 氮吸附表征 (36) 4.3.2.2 SEM和TEM分析 (40) 4.3.2.3 FTIR分析 (43) 4.3.2.4 晶体形成可能机理分析 (44) 4.4 小结 (45) 参考文献 (46) 第五章一种新型简易浸渍法制备四方相硫化氧化锆催化剂 (51) 5.1 引言 (51) 5.2 样品的合成 (52) 5.3 酯交换探针反应性能测试 (53) 5.4 结果与讨论 (53) 5.4.1 硫化氧化锆催化剂的表征 (53) 5.4.1.1 催化剂的晶相结构性能表征 (53) 5.4.1.2 催化剂的SEM分析 (55) 5.4.1.3 催化剂的FTIR分析 (56) 5.4.1.4 催化剂的NH3-TPD表征 (57) 5.4.1.5 催化剂的硫含量分析 (58) 5.4.2酯交换反应制备生物柴油 (59) 5.5 小结 (60) 参考文献 (61) 第六章一步法直接合成四方相富硫硫化氧化锆催化剂 (65) 6.1 引言 (65) ii
纳米二氧化锆项目 可行性研究报告 编制单位：北京中投信德国际信息咨询有限公司编制时间：https://www.doczj.com/doc/0415606232.html, 高级工程师：高建
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目录 第一章总论 (1) 1.1项目概要 (1) 1.1.1项目名称 (1) 1.1.2项目建设单位 (1) 1.1.3项目建设性质 (1) 1.1.4项目建设地点 (1) 1.1.5项目主管部门 (1) 1.1.6项目投资规模 (2) 1.1.7项目建设规模 (2) 1.1.8项目资金来源 (3) 1.1.9项目建设期限 (3) 1.2项目建设单位介绍 (3) 1.3编制依据 (3) 1.4编制原则 (4) 1.5研究范围 (5) 1.6主要经济技术指标 (5) 1.7综合评价 (6) 第二章项目背景及必要性可行性分析 (7) 2.1项目提出背景 (7) 2.2本次建设项目发起缘由 (7) 2.3项目建设必要性分析 (7) 2.3.1促进我国纳米二氧化锆产业快速发展的需要 (8) 2.3.2加快当地高新技术产业发展的重要举措 (8) 2.3.3满足我国的工业发展需求的需要 (8) 2.3.4符合现行产业政策及清洁生产要求 (8) 2.3.5提升企业竞争力水平，有助于企业长远战略发展的需要 (9) 2.3.6增加就业带动相关产业链发展的需要 (9) 2.3.7促进项目建设地经济发展进程的的需要 (10) 2.4项目可行性分析 (10) 2.4.1政策可行性 (10) 2.4.2市场可行性 (10) 2.4.3技术可行性 (11) 2.4.4管理可行性 (11) 2.4.5财务可行性 (11) 2.5纳米二氧化锆项目发展概况 (12)
纳米二氧化锆研究进展—— 制备Ξ 王晓莉1,安欣林2 (1.内蒙古石油化学工业检验测试所,内蒙古呼和浩特 010020;2.河北工业大学化工学院,天津红桥区 300130) 摘 要:本文主要对纳米二氧化锆的制备技术进行总结,阐述了各种制备技术的原理,并分析各种制备技术的优缺点。 关键词:纳米二氧化锆;水解法;制备 二氧化锆是唯一具有酸性、碱性、氧化性和还原性的金属氧化物,因此在工业合成、催化剂、催化剂载体、特种陶瓷等方面有较大的应用价值。为了更好满足应用方面的要求,二氧化锆呈现出高纯化、纳米化、复合化的发展趋势,因此纳米二氧化锆的制备研究〔1-3〕、介孔二氧化锆的制备研究〔4,5〕、二氧化锆的掺杂研究〔6-10〕等新兴课题将是未来一段时间需要大力开展的工作。 1 醇盐水解法 此法是将有机溶液中混合着锆和稳定剂的醇盐进行加水分解的方法。这种方法可以制得微细而高纯度的、易烧结的粉料。Zr(OR)4(R为烷基)一般可溶于乙醇,遇水后很容易分解成乙醇和氧化物或共水化物: Zr(OR)4+4H2O→Zr(OH)4↓+4HOR↑ 然后经过过滤、干燥、粉碎、煅烧得到二氧化锆粉体。 此法的优点是:①几乎全为一次粒子,团聚很少;②粒子的大小和形状均一;③化学纯度和相结构的单一性好。缺点是原料制备工艺较为复杂,成本较高。 2 水解沉淀法 此法是长时间地沸腾锆盐溶液,使水解生成的挥发性酸HC l或HNO3不断蒸发除去,从而使如下水解反应平衡不断向右移动: Z r OC l2+(3+n)H2O→Z r(OH)4 nH2O+2H C l↑ Z r O(N O3)2+(3+n)H2O→ Z r(OH)4 nH2O+2H N O3↑ 然后经过过滤、洗涤、干燥、煅烧等过程制得二氧化锆粉体。工艺流程图如下所示: 锆盐溶液→水解沉淀→过滤→洗涤→干燥 →煅烧→二氧化锆粉体 Zr OC l2浓度控制在0.2～0.3m o l L。 此法的优点是操作简便。缺点是反应时间较长(>48小时),耗能较大,所得粉体也存在团聚现象。3 反向胶团法〔11〕 反向胶团法是由水、油、表面活性剂组成的热力学体系,其中水被表面活性剂单层包裹形成微水池,分散在油相中。在这种具备纳米尺度的微水环境中,应用金属醇盐可制备纳米微粒,其原理是该环境中所产生的颗粒被微水池大小有效限制,使成核、生长、聚结、团聚等过程局限在一个微小的球形液滴内,形成球形颗粒且避免颗粒的进一步长大。 这一方法的关键之一是形成油包水型乳化液,且必须有适当的表面活性剂存在,以便形成稳定的乳化液。为此,所用的表面活性剂的亲水 疏水平衡常数应在3～6范围内。此外,金属离子以反胶团溶液形式存在,是利用反胶团制备超细粉的必要条件。 方小龙、杨传芳等〔12〕研究湿化学工艺条件对Zr O2(Y2O3)超细颗粒团聚的影响,实验分别用水相共沉淀法和反胶团共沉淀法制备了二氧化锆前驱体即氢氧化锆胶体,对前驱体分别进行水洗和无水乙醇超声洗涤,并在不同温度下真空干燥,干燥后的前驱体在600℃煅烧2h,得到晶体Zr O2(Y2O3)粉末。对干燥前驱体进行T G-D TA和FT I R分析,并对二氧化锆晶体颗粒进行T E M观察,证实反胶团法制备过程中乙氧基能紧密的吸附在沉淀物表面,从而使颗粒的分散性能增强,而且相对于水相共沉淀制备法,其前驱体吸附水较少,可以大大减少煅烧粉末中硬团聚的产生。 该法制得的Zr O2(Y2O3)粉体优点是分散性能好,颗粒粒度细,分布窄;缺点是生产过程复杂,成本也较高。 4 喷雾热分解法 03内蒙古石油化工 2007年第5期 Ξ收稿日期:2006-11-12
纳米晶的合成及与MSU细观结构稳定氧化锆 重点实验室重质油加工重点催化，中石油，中石油，东营257061，中国高校实验室，与ARC功能纳米材料中心，昆士兰大学，昆士兰4072，澳大利亚 收稿日期：四月26,2004，在最后的形式：七月25,2004 在非离子块共聚物表面活性剂的存在，与密歇根州立大学纳米氧化锆颗粒mesostruecture合成了一种新型固态反应路线。氧化锆纳米粒子具有一个孔壁，而呈现较高的热稳定性相比，非晶框架。为了进一步提高其稳定性，laponite，合成粘土，进行了介绍。Lapinite行为，也可以作为硬模板的孔结构作为一种晶体生长抑制剂。高比表面积和有序的孔道结构，观察在稳定氧化锆。结果表明，MSU细胞结构的形成是由于逆向六角聚集体，这是自身的结晶水和吸湿性与水中的固相合成系统的有机和无机物种组装的产品。 简介 氧化锆是一种特殊的过渡金属氧化物具有弱酸碱双功能特性。P型半导的表面上有丰富的氧职位空缺。高离子交换容量和氧化还原活动就有可能被使用在很多的催化剂,催化过程的支持者,促进者。另外，优越的化学稳定性，机械强度和离子交换能力是应用在陶瓷增韧有利，热障涂层，电子和氧传感器。 近几年，许多合成路线已提议为纳米介孔或由于其制备氧化锆的应用前景。使用阳离子表面活性剂，哈德森首次合成机制，通过一个棚架高表面积mesoporous氧化锆。阴离子表面活性剂也被用于介孔氧化锆synthesize，但无序的产物。英等人。获得两亲性表面活性剂的存在的层状和六方结构紊乱，并提出了配体辅助模板途径。板层和六角形，也可观察到介孔结构之间的长链长伯胺和无机物种相互作用。使用块共聚物模板。赵和同事证明，非常有序介孔氧化锆可在非水溶液合成。他们认为，可以通过液晶相相结合的机制块共聚物自与亚烃基的，而布林等无机金属氧化物络合组装形成的物种。建议水解和表面活性剂胶束左右，这在第一supermicropores形成，转化，导致治疗后热液孔聚合体的supermicro pores发生。近日，赵等。进一步发展了“酸碱对”路线准备立方氧化锆。 纳米晶材料的许多性质有根本的常规多晶材料不同，由于晶粒尺寸非常小。他们表现出实力的增强或硬度，提高塑性或韧性，增强扩散，增加棱角，这些都有助于在催化，电子，陶瓷利用的有利特性。这就是为什么纳米氧化锆吸引了过去二十年玉米粥研究的重视。虽然不同的纳米介孔金属氧化物或已成功地被利用，很少有报道on mesostructured墙壁或纳米晶纳米晶材料。这些材料应该有比那些只具有纳米有序介孔结构材料或更多的优势。 对于介孔氧化锆，纳米，热稳定性始终是一个具有挑战性的领域。许多研究人员试图改善这些材料的热稳定性。例如，硫酸或磷酸阴离子纳入到框架，以加强对细观结构框架的稳定。Aliovalent和四价掺杂，如钠，钙，钇+，Si4 +，铈，Th4 +，等等，都被用来加强纳米结构。的稳定被认为是掺杂离子之间和氧化锆或者上级通过大尺寸掺杂除了协调的强烈表面相互作用实现。