简介
本书力求从理论和实践两方面阐述二氧化锆的制备方法及应用。内容包括用碱熔法以锆砂制取二氧化锆,以及纳米二氧化锆、核级二氧化锆、稳定性二氧化锆的制备方法;二氧化锆在陶瓷等行业的应用及前景。本书可供锆铪冶金、材料、化工等行业的生产、教学、研发、应用方面的有关人员参考。
目录
目录
1 二氧化锆的性质
1.1 概述
1.2 二氧化锆的相结构变化和特征
1.2.1 二氧化锆的相变
1.2.2 三个相系的晶型结构及锆与氧离子的配位、键距和键角
1.2.3 不同ZrO?相结构膨胀性能的差异性
1.2.4 二氧化锆在四方相和单斜相转化时出现温度的滞后现象
1.2.5 t-ZrO?和m-ZrO?晶型转化的特征
1.2.6 稳定ZrO?中立方到四方相转变的机理一分子动态模型
1.3 二氧化锆复合体的固溶性质和稳定化作用
1.3.1 二氧化锆复合体的固溶机理
1.3.2 二氧化锆体系(MeO-ZrO?)平衡相图
1.3.3 影响二氧化锆稳定性和相结构变化的主要因素
1.4 二氧化锆及组成二氧化锆体系复合体的化学稳定性
1.5 四方ZrO?的增韧作用
1.5.1 应力诱发相转变
1.5.2 微裂纹增韧
1.5.3 裂纹分支增韧
1.5.4 裂纹偏转和弯曲增韧
1.5.5 表面强化、韧化
1.5.6 其他ZrO?陶瓷复合材料
1.6 立方ZrO?的离子传导性能
1.6.1 固态中的离子传导理论
1.6.2 ZrO?中氧离子传导的理论基础
1.7 燃烧气氛对ZrO?相转变的影响
参考文献
2 二氧化锆的制备工艺
2.1 概述
2.2 锆英石的性质
2.3 氢氧化钠烧结法从锆英石中制备二氧化锆
2.3.1 用氢氧化钠分解锆英石的理论基础
2.3.2 锆英石中其他组分和铀、针在碱分解过程中的转化行为
2.3.3 烧结料的主要组成
2.3.4 氢氧化钠分解锆英石的工艺操作条件
2.3.5 锆英石分解过程的主要技术指标
2.3.6 烧结设备的选型
2.3.7 烧结过程的环保及处理要点
2.3.8 碱分解产物的处理
2.3.9 水洗料的处理
2.3.10 盐酸分解和结晶
2.3.11 氧氯化锆煅烧制备二氧化锆
2.4 碳酸钙或氧化钙烧结法分解锆英石制备二氧化锆
2.4.1 工艺流程
2.4.2 碳酸钙烧结主要反应
2.4.3 氧化钙烧结的主要反应
2.4.4 工艺操作
2.4.5 主要工艺条件
2.5 硅氟酸钾烧结法制备工业级二氧化锆
2.5.1 工艺流程
2.5.2 相图的分析
2.5.3 主要反应
2.5.4 主要工艺条件和操作
参考文献
3 纳米二氧化锆粉体的制备
3.1 纳米二氧化锆粉体的性质
3.2 纳米二氧化锆粉体的制备方法
3.2.1 概述
3.2.2 纳米ZrO?粉体的制备方法
3.3 沉淀法制备纳米ZrO?粉体
3.3.1 沉淀
3.3.2 过滤、洗涤
3.3.3 干燥
3.3.4 干燥粉体的球磨
3.3.5 非晶干燥粉体的煅烧
3.3.6 沉淀法制备纳米ZrO?粉体方法的评述
3.4 水解法制备纳米ZrO?粉体
3.4.1 工艺流程
3.4.2 水解反应
3.4.3 水解沉淀
3.4.4 水解ZrOC1?溶液制备水合氧化锫颗粒形成机理
3.4.5 过滤、洗涤、干燥和煅烧工艺和影响
3.5 醇盐水解法制备纳米ZrO?粉体
3.5.1 工艺流程
3.5.2 基本反应
3.5.3 操作
3.5.4 水热法制备纳米ZrO?粉体
3.6 共沸蒸馏法制备纳米ZrO?粉体
3.7 低温气相水解法制备纳米ZrO?粉体
3.8 微乳液法(反向胶团法)制备纳米ZrO?粉体
参考文献
4 稳定氧化锆的制备方法
4.1 概述
4.2 共沉淀法制备稳定二氧化锆粉体
4.2.1 工艺流程
4.2.2 主要反应
4.2.3 工艺过程的主要条件控制
4.3 非等温合成草酸盐法制备稳定二氧化锆(Y-PSZ)粉体
4.3.1 工艺流程
4.3.2 反应式
4.3.3 工艺流程简述
4.4 溶胶-凝胶法制备稳定二氧化锆(YSZ)粉体
4.4.1 工艺流程
4.4.2 主要反应
4.4.3 溶胶-凝胶法过程中物质的形成、转化机理和影响因素
4.4.4 不同介质、浓度对制备YSZ粉体的性能影响
4.4.5 添加柠檬酸用溶胶-凝胶法工艺制备8YSZ粉体
4.5 喷雾热分解制备稳定二氧化锆粉体
4.5.1 用超频率调控两流体雾化超声喷雾热分解合成球状颗粒的YSZ粉体
4.5.2 用超声喷雾热分解技术合成8YSZ粉体
4.5.3 用喷雾干燥-喷雾热分解制备稳定二氧化锆粉体
4.6 水热分解法制备稳定ZrO?粉体
4.7 喷雾法处理稳定ZrO?粉体和造粒
4.7.1 用不同方法制备的各种稳定3YSZ粉体的性能
4.7.2 稳定ZrO?粉体的制粒
参考文献
5 核级二氧化锆的制备工艺
5.1 概述
5.2 甲基异丁基酮(MIBK)萃取分离制备核级二氧化锆
5.2.1 MIBK萃取分离锆铪的基本原理
5.2.2 MIBK萃取的工艺流程
5.2.3 MIBK萃取分离的工艺条件
5.2.4 MIBK萃取分离的主要设备
5.2.5 MIBK-HSCN-HC1体系萃取分离锆铪生产核级二氧化锆的实例
5.2.6 锆砂碱熔-MIBK分离制取核级二氧化锆的研发
5.2.7 MIBK萃取分离制备核级ZrO?工艺的特点
5.3 胺类萃取剂萃取分离锆铪制备核级二氧化锆的工艺
5.3.1 工艺流程简介
5.3.2 主要工艺技术条件
5.3.3 N235萃取分离工艺的特点
5.4 磷酸三丁酯(TBP)萃取分离锆、铪制备核级ZrO?的工艺
5.4.1 TBP萃取分离锆、铪的基本原理
5.4.2 TBP萃取分离锫、铪的工艺流程
5.4.3 TBP萃取系统选择的技术条件和试剂
5.4.4 箱式逆流萃取过程级数、相比和流量的编制
5.4.5 TBP萃取分离锫、铪和影响因素
5.4.6 铪的富集和回收
5.4.7 钛的回收
5.4.8 萃取过程中放射性元素的处理
5.4.9 从废碱液中富集和回收铀钍
5.4.10 上清废液的处理
5.4.11 HNO?-HC1体系中TBP萃取工艺评述
5.4.12 用TBP萃取分离锫、铪和回收钛、铀、钍的工艺流程
5.5 分步结晶法分离锆、铪制备核级ZrO?的工艺
5.5.1 工艺流程
5.5.2 主要工艺条件
5.5.3 富铪料的制取
5.5.4 粗K?(Hf)ZrF?、无铪K?ZrF?和无铪氧化锆的典型组分比较
5.6 核级ZrO?和HfO?的成分
参考文献
6 二氧化锆的其他制备工艺
6.1 炭化氯化法制备ZrO?
6.1.1 工艺流程
6.1.2 锆砂的炭化
6.1.3 炭化锆的氯化
6.2 锆英砂沸腾床制取ZrCl?和ZrO?
6.3 几种制取ZrO?方法的技术经济比较
6.4 电熔法制备二氧化锆
6.4.1 原理
6.4.2 工艺流程
6.4.3 制备电熔ZrO?的实践
6.5 等离子-碱溶法制备二氧化锆
6.5.1 概述
6.5.2 原理
6.5.3 工艺流程、工艺条件和设备
参考文献
7 氧化锆陶瓷的性能和在陶瓷材料中的应用
7.1 概述
7.1.1 二氧化锆在陶瓷应用中的特性要求
7.1.2 陶瓷的烧结制度要求
7.1.3 掺杂二氧化锆的组成和相结构的影响
7.2 氧化锆陶瓷的力学性能
7.2.1 Y?O?-ZrO?(Y-PSZ)陶瓷的力学性能
7.2.2 A1?O?-ZrO?陶瓷(ZTA)的力学性能
7.2.3 MgO-ZrO?陶瓷的性能
7.2.4 CaO-ZrO?陶瓷的性能
7.2.5 CeO?-ZrO?陶瓷的性能
7.2.6 部分稳定氧化锆的微观结构
7.3 氧化锆基固体电解质材料
7.3.1 固体氧化物电解质的作用原理
7.3.2 YSZ系固体电解质材料
7.3.3 ScSZ系固体电解质材料
7.3.4 YbSZ系固体电解质材料
7.3.5 多元掺杂的ZrO?基固体电解质材料
7.4 氧化锆材料在陶瓷中的应用
7.4.1 韧性陶瓷或称结构陶瓷
7.4.2 光纤接插件
7.4.3 电子陶瓷
7.4.4 燃料电池的固体电解质
7.5 氧化锆陶瓷发热体
参考文献
8 氧化锆耐火材料、合成宝石、催化材料和膜料
8.1 氧化锆耐火材料
8.1.1 浇注成形部分稳定ZrO?耐火材料
8.1.2 ZrO?制成的轻质耐火材料
8.1.3 ZrO?纤维及制品
8.1.4 氧化锫浇铸料和火泥
8.2 氧化锆合成宝石
8.2.1 概述
8.2.2 基本原理、设备和工艺
8.2.3 立方ZrO?晶体的特征和应用
8.3 含氧化锆催化材料
8.3.1 含锆催化剂简介
8.3.2 含ZrO?催化剂的研究与应用
8.3.3 ZrO?在汽车尾气净化催化剂中的应用
8.4 氧化锆镀膜材料
8.4.1 氧化锆薄膜的性能
8.4.2 ZrO?膜料制备工艺
8.4.3 应用
参考文献
9 锆铪的资源和锆英砂消费
9.1 锆铪矿物
9.2 锆铪的资源
9.2.1 世界锆铪资源概况
9.2.2 澳大利亚等国的锆资源概况
9.2.3 中国的锆资源
9.3 锆砂的采选
9.3.1 锆铪海滨砂矿采选的特点
9.3.2 采选工艺流程
9.3.3 锆英砂精砂的化学组成和标准
9.4 锆砂的产量、贸易和应用
9.4.1 世界锆砂的产量
9.4.2 锆砂的消费和应用结构
参考文献
1 二氧化锆的性质
1.1 概述
1.2 二氧化锆的相结构变化和特征
1.2.1 二氧化锆的相变
1.2.2 三个相系的晶型结构及锆与氧离子的配位、键距和键角
1.2.3 不同ZrO?相结构膨胀性能的差异性
1.2.4 二氧化锆在四方相和单斜相转化时出现温度的滞后现象
1.2.5 t-ZrO?和m-ZrO?晶型转化的特征
1.2.6 稳定ZrO?中立方到四方相转变的机理一分子动态模型
1.3 二氧化锆复合体的固溶性质和稳定化作用
1.3.1 二氧化锆复合体的固溶机理
1.3.2 二氧化锆体系(MeO-ZrO?)平衡相图
1.3.3 影响二氧化锆稳定性和相结构变化的主要因素
1.4 二氧化锆及组成二氧化锆体系复合体的化学稳定性
1.5 四方ZrO?的增韧作用
1.5.1 应力诱发相转变
1.5.2 微裂纹增韧
1.5.3 裂纹分支增韧
1.5.4 裂纹偏转和弯曲增韧
1.5.5 表面强化、韧化
1.5.6 其他ZrO?陶瓷复合材料
1.6 立方ZrO?的离子传导性能
1.6.1 固态中的离子传导理论
1.6.2 ZrO?中氧离子传导的理论基础
1.7 燃烧气氛对ZrO?相转变的影响
参考文献
2 二氧化锆的制备工艺
2.1 概述
2.2 锆英石的性质
2.3 氢氧化钠烧结法从锆英石中制备二氧化锆
2.3.1 用氢氧化钠分解锆英石的理论基础
2.3.2 锆英石中其他组分和铀、针在碱分解过程中的转化行为
2.3.3 烧结料的主要组成
2.3.4 氢氧化钠分解锆英石的工艺操作条件
2.3.5 锆英石分解过程的主要技术指标
2.3.6 烧结设备的选型
2.3.7 烧结过程的环保及处理要点
2.3.8 碱分解产物的处理
2.3.9 水洗料的处理
2.3.10 盐酸分解和结晶
2.3.11 氧氯化锆煅烧制备二氧化锆
2.4 碳酸钙或氧化钙烧结法分解锆英石制备二氧化锆
2.4.1 工艺流程
2.4.2 碳酸钙烧结主要反应
2.4.3 氧化钙烧结的主要反应
2.4.4 工艺操作
2.4.5 主要工艺条件
2.5 硅氟酸钾烧结法制备工业级二氧化锆
2.5.1 工艺流程
2.5.2 相图的分析
2.5.3 主要反应
2.5.4 主要工艺条件和操作
参考文献
3 纳米二氧化锆粉体的制备
3.1 纳米二氧化锆粉体的性质
3.2 纳米二氧化锆粉体的制备方法
3.2.1 概述
3.2.2 纳米ZrO?粉体的制备方法
3.3 沉淀法制备纳米ZrO?粉体
3.3.1 沉淀
3.3.2 过滤、洗涤
3.3.3 干燥
3.3.4 干燥粉体的球磨
3.3.5 非晶干燥粉体的煅烧
3.3.6 沉淀法制备纳米ZrO?粉体方法的评述
3.4 水解法制备纳米ZrO?粉体
3.4.1 工艺流程
3.4.2 水解反应
3.4.3 水解沉淀
3.4.4 水解ZrOC1?溶液制备水合氧化锫颗粒形成机理
3.4.5 过滤、洗涤、干燥和煅烧工艺和影响
3.5 醇盐水解法制备纳米ZrO?粉体
3.5.1 工艺流程
3.5.2 基本反应
3.5.3 操作
3.5.4 水热法制备纳米ZrO?粉体
3.6 共沸蒸馏法制备纳米ZrO?粉体
3.7 低温气相水解法制备纳米ZrO?粉体
3.8 微乳液法(反向胶团法)制备纳米ZrO?粉体
参考文献
4 稳定氧化锆的制备方法
4.1 概述
4.2 共沉淀法制备稳定二氧化锆粉体
4.2.1 工艺流程
4.2.2 主要反应
4.2.3 工艺过程的主要条件控制
4.3 非等温合成草酸盐法制备稳定二氧化锆(Y-PSZ)粉体
4.3.1 工艺流程
4.3.2 反应式
4.3.3 工艺流程简述
4.4 溶胶-凝胶法制备稳定二氧化锆(YSZ)粉体
4.4.1 工艺流程
4.4.2 主要反应
4.4.3 溶胶-凝胶法过程中物质的形成、转化机理和影响因素
4.4.4 不同介质、浓度对制备YSZ粉体的性能影响
4.4.5 添加柠檬酸用溶胶-凝胶法工艺制备8YSZ粉体
4.5 喷雾热分解制备稳定二氧化锆粉体
4.5.1 用超频率调控两流体雾化超声喷雾热分解合成球状颗粒的YSZ粉体
4.5.2 用超声喷雾热分解技术合成8YSZ粉体
4.5.3 用喷雾干燥-喷雾热分解制备稳定二氧化锆粉体
4.6 水热分解法制备稳定ZrO?粉体
4.7 喷雾法处理稳定ZrO?粉体和造粒
4.7.1 用不同方法制备的各种稳定3YSZ粉体的性能
4.7.2 稳定ZrO?粉体的制粒
参考文献
5 核级二氧化锆的制备工艺
5.1 概述
5.2 甲基异丁基酮(MIBK)萃取分离制备核级二氧化锆
5.2.1 MIBK萃取分离锆铪的基本原理
5.2.2 MIBK萃取的工艺流程
5.2.3 MIBK萃取分离的工艺条件
5.2.4 MIBK萃取分离的主要设备
5.2.5 MIBK-HSCN-HC1体系萃取分离锆铪生产核级二氧化锆的实例
5.2.6 锆砂碱熔-MIBK分离制取核级二氧化锆的研发
5.2.7 MIBK萃取分离制备核级ZrO?工艺的特点
5.3 胺类萃取剂萃取分离锆铪制备核级二氧化锆的工艺
5.3.1 工艺流程简介
5.3.2 主要工艺技术条件
5.3.3 N235萃取分离工艺的特点
5.4 磷酸三丁酯(TBP)萃取分离锆、铪制备核级ZrO?的工艺
5.4.1 TBP萃取分离锆、铪的基本原理
5.4.2 TBP萃取分离锫、铪的工艺流程
5.4.3 TBP萃取系统选择的技术条件和试剂
5.4.4 箱式逆流萃取过程级数、相比和流量的编制
5.4.5 TBP萃取分离锫、铪和影响因素
5.4.6 铪的富集和回收
5.4.7 钛的回收
5.4.8 萃取过程中放射性元素的处理
5.4.9 从废碱液中富集和回收铀钍
5.4.10 上清废液的处理
5.4.11 HNO?-HC1体系中TBP萃取工艺评述
5.4.12 用TBP萃取分离锫、铪和回收钛、铀、钍的工艺流程
5.5 分步结晶法分离锆、铪制备核级ZrO?的工艺
5.5.1 工艺流程
5.5.2 主要工艺条件
5.5.3 富铪料的制取
5.5.4 粗K?(Hf)ZrF?、无铪K?ZrF?和无铪氧化锆的典型组分比较
5.6 核级ZrO?和HfO?的成分
参考文献
6 二氧化锆的其他制备工艺
6.1 炭化氯化法制备ZrO?
6.1.1 工艺流程
6.1.2 锆砂的炭化
6.1.3 炭化锆的氯化
6.2 锆英砂沸腾床制取ZrCl?和ZrO?
6.3 几种制取ZrO?方法的技术经济比较
6.4 电熔法制备二氧化锆
6.4.1 原理
6.4.2 工艺流程
6.4.3 制备电熔ZrO?的实践
6.5 等离子-碱溶法制备二氧化锆
6.5.1 概述
6.5.2 原理
6.5.3 工艺流程、工艺条件和设备
参考文献
7 氧化锆陶瓷的性能和在陶瓷材料中的应用
7.1 概述
7.1.1 二氧化锆在陶瓷应用中的特性要求
7.1.2 陶瓷的烧结制度要求
7.1.3 掺杂二氧化锆的组成和相结构的影响
7.2 氧化锆陶瓷的力学性能
7.2.1 Y?O?-ZrO?(Y-PSZ)陶瓷的力学性能
7.2.2 A1?O?-ZrO?陶瓷(ZTA)的力学性能
7.2.3 MgO-ZrO?陶瓷的性能
7.2.4 CaO-ZrO?陶瓷的性能
7.2.5 CeO?-ZrO?陶瓷的性能
7.2.6 部分稳定氧化锆的微观结构
7.3 氧化锆基固体电解质材料
7.3.1 固体氧化物电解质的作用原理
7.3.2 YSZ系固体电解质材料
7.3.3 ScSZ系固体电解质材料
7.3.4 YbSZ系固体电解质材料
7.3.5 多元掺杂的ZrO?基固体电解质材料
7.4 氧化锆材料在陶瓷中的应用
7.4.1 韧性陶瓷或称结构陶瓷
7.4.2 光纤接插件
7.4.3 电子陶瓷
7.4.4 燃料电池的固体电解质
7.5 氧化锆陶瓷发热体
参考文献
8 氧化锆耐火材料、合成宝石、催化材料和膜料
8.1 氧化锆耐火材料
8.1.1 浇注成形部分稳定ZrO?耐火材料
8.1.2 ZrO?制成的轻质耐火材料
8.1.3 ZrO?纤维及制品
8.1.4 氧化锫浇铸料和火泥
8.2 氧化锆合成宝石
8.2.1 概述
8.2.2 基本原理、设备和工艺
8.2.3 立方ZrO?晶体的特征和应用
8.3 含氧化锆催化材料
8.3.1 含锆催化剂简介
8.3.2 含ZrO?催化剂的研究与应用
8.3.3 ZrO?在汽车尾气净化催化剂中的应用
8.4 氧化锆镀膜材料
8.4.1 氧化锆薄膜的性能
8.4.2 ZrO?膜料制备工艺
8.4.3 应用
参考文献
9 锆铪的资源和锆英砂消费
9.1 锆铪矿物
9.2 锆铪的资源
9.2.1 世界锆铪资源概况
9.2.2 澳大利亚等国的锆资源概况
9.2.3 中国的锆资源
9.3 锆砂的采选
9.3.1 锆铪海滨砂矿采选的特点
9.3.2 采选工艺流程
9.3.3 锆英砂精砂的化学组成和标准
9.4 锆砂的产量、贸易和应用
9.4.1 世界锆砂的产量
9.4.2 锆砂的消费和应用结构
参考文献
编著者还有:林振汉、杨新民、蒋东民、罗方承、张玲秀
光盘服务联系方式: 020-38250260 客服QQ:4006604884
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