氧化鋯磚是以氧化鋯（ZrO?）為主要原料制作的高性能耐火材料，在冶金、陶瓷、玻璃等諸多高溫工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其制作過程是一個(gè)涉及多道精細(xì)工序的復(fù)雜流程。

一、原料準(zhǔn)備

原料選取

首先要選擇高質(zhì)量的氧化鋯原料。通常有三種主要的氧化鋯來源：斜鋯礦、鋯英石砂和化學(xué)合成氧化鋯。斜鋯礦是一種天然的氧化鋯礦石，含有較高比例的 ZrO?。鋯英石砂（ZrSiO?）則需要經(jīng)過化學(xué)處理來提取氧化鋯，一般是通過堿熔法或氯氧化鋯熱解法?；瘜W(xué)合成氧化鋯的純度較高，例如通過沉淀法、水熱法等合成的氧化鋯，能更好地控制其物理和化學(xué)性質(zhì)。

除了氧化鋯，還會(huì)添加一些輔助原料。如穩(wěn)定劑，常用的穩(wěn)定劑是氧化釔（Y?O?）。氧化釔可以與氧化鋯形成固溶體，穩(wěn)定氧化鋯的立方相或四方相，防止在溫度變化過程中氧化鋯發(fā)生有害的相變。添加量一般根據(jù)所需的性能在 3% - 8% 之間。

原料混合與研磨

將氧化鋯原料和穩(wěn)定劑等按照一定的配方精確地混合在一起。這一過程通常使用球磨機(jī)等設(shè)備，在研磨介質(zhì)（如陶瓷球）的作用下，原料被充分混合并且顆粒被細(xì)化?；旌蠒r(shí)間和球磨速度等參數(shù)會(huì)根據(jù)原料的特性和產(chǎn)品的要求進(jìn)行調(diào)整。一般球磨時(shí)間在幾個(gè)小時(shí)到十幾個(gè)小時(shí)不等，目的是使原料的粒度達(dá)到均勻一致，為后續(xù)的成型過程提供良好的原料基礎(chǔ)。

二、成型

添加劑加入

在成型之前，會(huì)加入適量的粘結(jié)劑和潤(rùn)滑劑等添加劑。粘結(jié)劑如聚乙烯醇（PVA）可以增強(qiáng)原料顆粒之間的結(jié)合力，使坯體在成型過程中具有足夠的強(qiáng)度。潤(rùn)滑劑（如硬脂酸）則有助于坯體脫模，防止在脫模過程中出現(xiàn)裂紋等缺陷。

成型方法

常見的成型方法有干壓成型、等靜壓成型和注射成型等。

干壓成型是將經(jīng)過加工的原料粉末放入模具中，在一定的壓力下（通常在幾十兆帕到幾百兆帕之間）使其成型。這種方法適用于制作形狀簡(jiǎn)單、尺寸較大的氧化鋯磚。例如在制作大型冶金爐用氧化鋯磚時(shí)，干壓成型可以有效地控制磚的尺寸和形狀。

等靜壓成型則是將原料粉末裝入彈性模具中，放入高壓容器中，通過液體介質(zhì)均勻地施加壓力。這種方法可以制作形狀復(fù)雜、密度更高的氧化鋯磚。例如一些具有特殊形狀的陶瓷窯具氧化鋯磚，等靜壓成型能夠更好地保證其形狀精度和性能。

注射成型主要用于制作高精度、復(fù)雜形狀的小型氧化鋯磚。它是將混合好的原料與適量的塑料載體等混合制成具有良好流動(dòng)性的注射料，通過注射機(jī)注入模具中成型。

三、燒結(jié)

燒結(jié)準(zhǔn)備

成型后的坯體需要進(jìn)行燒結(jié)，以提高其密度和強(qiáng)度。在燒結(jié)之前，坯體要進(jìn)行干燥處理，去除其中的水分和添加劑中的揮發(fā)性成分。干燥溫度一般在 100℃ - 200℃之間，干燥時(shí)間根據(jù)坯體的尺寸和形狀而定，通常需要數(shù)小時(shí)到數(shù)天不等。

燒結(jié)過程

燒結(jié)是在高溫爐中進(jìn)行的，溫度一般在 1600℃ - 1800℃之間。在這個(gè)高溫環(huán)境下，坯體中的顆粒會(huì)發(fā)生一系列的物理化學(xué)變化，如顆粒間的擴(kuò)散、頸部生長(zhǎng)等，使坯體逐漸致密化。燒結(jié)過程中，氣氛控制也很重要。通常采用氧化氣氛，以保證氧化鋯的穩(wěn)定性。同時(shí)，燒結(jié)時(shí)間也是關(guān)鍵因素，過長(zhǎng)或過短的燒結(jié)時(shí)間都會(huì)影響氧化鋯磚的性能。例如，燒結(jié)時(shí)間過長(zhǎng)可能會(huì)導(dǎo)致磚體過度收縮，出現(xiàn)變形等問題；而燒結(jié)時(shí)間過短，則無(wú)法充分發(fā)揮其致密化效果。