氧化锆陶瓷产品，未来可期！

氧化锆系陶瓷材料作为先进陶瓷中最重要的一类材料，是一种现代高新技术产业发展非常重要的基础材料。

我国从50年代初就开始研究以氧化锆为主的新型陶瓷，于70年代末期制备了结构陶瓷中强度和韧性最高且可以相变的四方相氧化锆陶瓷。

氧化锆应用广泛、市场广阔，具体的应用包括固体燃料电池、汽车尾气处理、齿科材料、陶瓷刀具以及氧化锆陶瓷光纤插芯等。

随着手机5G时代的临近，氧化锆陶瓷因具有手感温润如玉、抗刮耐磨、无信号屏蔽、散热性能优良等特性，再次成为产业的热点。氧化锆陶瓷手机背板产业迅速兴起，让资本趋之若鹜，疯狂争夺百亿元新兴产业市场。

氧化锆陶瓷可以抛光且外观美观，并且成本较低，是可穿戴的绝佳材料，近年来也被广泛应用于智能穿戴中。

氧化锆陶瓷具有高硬度、高耐磨、良好的高温热稳定性以及耐热冲击性能。随着氧化锆陶瓷的发展，其应用领域已从过去的耐火材料等领域，扩展到了现如今的结构陶瓷、生物陶瓷以及电子功能陶瓷等领域，且在航天航空和核工业等高新技术领域也有着活跃的应用。

ZrO2多孔陶瓷除了具有熔点高、硬度大、热导率低、热稳定性好和高温蠕变小等特性，同时还具备多孔陶瓷密度小、强度大、气孔率高、比表面积大、对流体自扰性强及过滤吸附性好等特点。

此外，ZrO2的马氏体相变可起到相变增韧、微裂纹增韧和弥散增韧等增韧效果，可极大地提高多孔陶瓷的韧性和强度。

氧化锆是一种独特的氧化物，不仅具有酸性中心和碱性中心，还具有氧化性和还原性，与催化剂活性组分容易产生较强的相互作用。多孔ZrO₂陶瓷可以用做一种优良催化剂和催化剂载体。利用全稳定氧化锆具有较高的氧离子电导率的特性，可以实现ZrO₂多孔陶瓷在氧传感器和固体燃料电池电介质等功能材料领域中广泛应用。

ZrO₂多孔陶瓷结合了陶瓷材料和孔隙结构的优点，在保温隔热方面应用广泛。比如，航天飞行器和工程结构材料(如涡轮机叶片、喷气式引擎等)在恶劣的环境中需要特殊的材料给予保护。这些保护层材料不仅要使被保护材料不受腐蚀、磨损和冲蚀，还要起到隔热的作用。将氧化锆基材料制成多孔陶瓷可进一步降低热导率，减小密度。同时，多孔陶瓷中的孔结构还可以缓解热膨胀不匹配造成的应力。

氧化锆陶瓷过滤片最高使用温度1760℃，广泛用于过滤各种铸钢件和大型铸铁件，高温母合金及航空铸件，磁性材料，铜镁合金连铸造和有色金属合金低压铸造领域。

氧化锆全陶瓷轴承具耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐高寒、无油自润滑、抗磁电绝缘等特点，可用于极度恶劣的环境及特殊工况。目前氧化锆陶瓷轴承已被微型冷却风扇所采用，其产品寿命及噪音稳定性均优于传统的滚珠及滑动轴承系统。

氧化锆陶瓷轴承

氧化锆陶瓷阀门

氧化锆磨球硬度大、磨损率小、使用寿命长，可大幅减少研磨原料的污染，能够很好地保证产品质量，同时氧化锆材料密度大，用做研磨介质时撞击能量强，可大大提高研磨分散效率。其良好的化学稳定性决定了其耐腐蚀性，可以在酸性和碱性介质中使用。我国关于韧性陶瓷在磨介领域占一半以上，而其中氧化锆球占绝对优势。

氧化锆陶瓷刀具具有高强度、耐磨损、不生锈、无氧化、耐酸碱、防静电、不会与食物发生反应的特点，同时刀体光泽如玉，是理想的高科技绿色刀具，主要有氧化锆陶瓷餐刀、剪刀、剃须刀、手术刀等。

氧化锆在常温下为绝缘材料，比电阻高达1015Ω·cm，温度升高至600℃可以导电，而在1000℃以上时是良导体，可作1800℃高温发热元件，最高工作温度可以达到2400℃，目前已被成功用于2000℃以上氧化气氛下的发热元件及其设备中。

氧化锆陶瓷材料在生物医学领域内最常见的应用是作为齿科修复材料。利用氧化锆材质制作的烤瓷牙透明度好、光泽度极佳、质量优良，氧化锆材质的强韧性还弥补了普通烤瓷牙易崩缺的缺点，生物相容性好，不刺激口腔粘膜组织，易于清洁，是目前国内外最优质的烤瓷牙，堪称烤瓷牙家族中的贵族。此外，氧化锆材料还能制成人造骨骼、人造关节等用于医疗目的。

高性能Y2O3等稳定剂稳定的氧化锆热障陶瓷涂层材料，主要应用于高性能涡轮航空发动机。热障涂层利用陶瓷的隔热和抗腐蚀的特点来保护金属材料，不仅可以提高油料的燃烧效率，而且可以极大地延长发动机的寿命。在航空、航天、海面船舶、大型火力发电和汽车动力等方面具有重要的应用价值，是现代国防尖端技术领域中的重要技术之一。

目前，陶瓷插芯和套管广泛用于光纤连接器，增韧氧化锆陶瓷具有优良的力学性能、耐腐蚀及高绝缘性能，能够胜任这一领域。由高强度、高韧性陶瓷制成的陶瓷套圈不仅能满足高精度要求，而且使用寿命长，插入损耗和返回损耗极低。

以氧化锆主要成分形成的压电材料，已经得到广泛的应用。利用氧化锆制成的氧传感器灵敏度高，已大量用于检测熔融钢水的含氧量，检测发动机中氧气与燃气的比例以及检测工业废气中氧气含量等。氧化锆陶瓷材料还能制成温度、声音、压力和加速度传感器等智能自动化检测系统。

氧化锆宝石材料分为天然立方氧化锆和人工合成立方氧化锆两种。人工合成立方氧化锆光学性能良好，且质轻、耐磨、抗敏感，穿着舒适，是廉价而又美丽的钻石替代品。它是目前较为时尚的珠宝材料之一，受到各大珠宝品牌的青睐。

目前智能穿戴设备主要应用在运动及健康领域，如记录运动量、心率检测等，随着人工智能技术的发展，智能穿戴设备日益智能化，将会成为我们生活中必不可少的用品。

现有的智能可穿戴设备的外壳多用金属或塑料。金属虽然散热效果更好，但这也是把双刃剑，因为金属的导热性可能会让设备变得烫手，影响手感，并且金属通常使用阳极氧化和多色喷漆处理，如果发生物理碰撞，非常容易掉漆及氧化，减少光泽度，影响美观；塑料的质感不佳，相比金属、玻璃产生的溢价感，相对来说较为黯淡，即便厂商不断加入花纹、仿皮革等不同设计元素，但就手感而言依然较为逊色，散热效果一般，热量可能无法及时散去，有可能会影响设备的运行效果。

而作为智能穿戴材料，陶瓷的优点有：

氧化锆陶瓷从硬度来看，氧化锆陶瓷莫氏硬度在8.5左右，非常接近蓝宝石9的莫氏硬度，比日常使用的金属、玻璃硬度都高，不容易产生刮伤或磨痕，与喷塑、阳极、PVD相比克服了脱涂、退色、磨损等让人不舒服的问题，有比较优势。

钢质手表中会含有镍等物质，汗水中的化学成分(盐离子)会使表壳上这些金属元素更加活泼(离子化)会引起皮肤异常。而陶瓷材质不会有金属离子析出，并且由于热导率低，佩戴时不易导致过敏，与金属、塑料相比更亲肤，与人体相容性好，不易产生细菌。

散热性好，均热性也好，有效解决设备热传导问题，是最佳的散热方案解决材料。

陶瓷具备玉石的色泽和质感，可通过添加稀土元素，人工调色，颜色多变，美观大方，可提升产品档次和消费者吸引力。氧化锆抛光后有玉一般的质感，是仅次于宝石的高端外观装饰材料， 有视觉上美感。

介电常数是蓝宝石的3倍，信号更灵敏，电绝缘，可实现无线充电，无信号屏蔽，支持智能设备定位、电话、支付、地铁刷表信号功能。

纳米粉体国产化关键技术已经突破，满足陶瓷量产，量产成型方法有干压、注射、流延、凝胶注模等多种，生产成本较低。