由此可见氧化锆材料可明显提高陶瓷在室温下的性能。例如,人们将纳米氧化锆粒子均匀且细密地分散到氧化铝陶瓷中时,能明显提高其韧性和强度。因此氧化锆纳米晶在陶瓷研究领域占有着尤为重要的地位,被广泛应用于各种陶瓷材料中,同时在陶瓷市场的规模也在不断扩大。随着现代科技的飞速发展,氧化锆的需求量在不断增大。
2催化剂
氧化锆在催化剂领域的应用得益于其稳定的物理及化学性能【23】。同时氧化锆作为典型p型半导体,其比表面积较大,表面易产生空穴及缺陷,因此较容易实现与外界介质重离子的结合与交换,因此在催化领域得到了科学工作者们的重视。
3传感器
氧化锆在传感器领域的应用主要是氧气传感器,在传感器领域,氧化锆所具有的优点是其他材料所不能替代的,起初阶段,因其尺寸小价格低等优点被人们所注意到,引起了广泛的关注和研究。通过不断地实验证实,氧化锆的确在各方面的性能具有卓越的优势。第一点,纳米氧化锆传感器的界面很大,因此能能提供大量的气体通道,可显著提高传感器的灵敏度。同时氧化锆传感器具有很大的比表面积,因此在表面活性较高的情况下可大大减少烧结所需的能量,降低烧结温度。氧化锆还能提高传感器的致密度,则相应地提高其离子导电性,间接地提高了其探测灵敏度。降低其工作时的温度要求,并能有效减少传感器尺寸。
4光学薄膜
氧化锆在光学领域的应用主要集中在光学薄膜上,衡量光学薄膜的两个基本标准为薄膜的折射率和透明度。而由氧化锆纳米晶所制备出来的光学薄膜就同时具有了折射率高和透明度高等特点。且在光电响应方面,氧化锆薄膜对可见光及红外光波段的光的吸收率和发射率都可忽略不计,而对紫外光波段的则具有明显的吸收峰值与发射峰值【24】。这就表明了氧化锆光学薄膜在紫外光领域具有良好的应用前景。同时氧化锆薄膜的物理性质也极其优越,热稳定性很高,在高温下仍能保持良好的化学结构。正是因为氧化锆纳米晶具有这些优良的物理与化学性质,所以才会被广泛地应用于光学薄膜领域,尤其是在近几年内半导体行业的飞速发展更是将氧化锆推入科学工作者的视野中,对其在光电领域的研究也在不断被发掘。1.2.3纳米晶氧化锆的制备方法
制备纳米氧化锆的方法很多,并且随着研究的进展不断有新的方法出现,也在不断地改进其制备方法。典型的传统制备方法有以下几种:
1共沉淀法
共沉淀法制备氧化锆是目前比较常用的一种方法,此方法的理论基础是在多种阳离子存在的溶液中加入沉淀剂,其中的阳离子包含锆离子,沉淀剂使的所有阳离子完全沉淀,得到粗糙的氧化锆粉体,再通过分离的方法得到比较纯净的氧化锆粉末。用此方法制备氧化锆时用的原材料一般为八水氧氯化锆和和氯化钇。具体的操作方法是将两者按照一定比例混合配制成混合溶液,再加入氨水后使其阳离子沉淀下来,生成Zr(OH)4和Y(OH)3沉淀,经过洗涤、脱水、锻烧等步骤后便可得到纳米氧化锆粉体,但是这种方法的缺点就是容易形成团聚体。使得制得的氧化锆样品纯度不高。改进的方法是使金属盐浓度一直保持在较低水平,这样有利于晶粒形核,抑制晶粒生长,则生成的氧化锆各晶粒细密且分布均匀,同时添加不同稳定剂可使制备粒子晶型多样化【26】。
2溶胶-凝胶法
溶胶-凝胶法制备氧化锆是近年来兴起的一种材料制备方法,此方法用含有锆原子的液体试剂或者胶体为原料,在液相下以一定的比例均匀混合并进行反应【27】,反应生成稳定的溶胶体系。进行蒸发、浓缩等步骤后,再将含锆的溶胶转化为凝胶,再将凝胶干燥后进行锻烧,最后制得氧化锆纳米粉体。从溶胶到凝胶的过程抑制了晶粒的过分长大,因此制得的晶粒粒度较小,分布均匀且致密。 界面特性对氧化锆光电探测器性能的影响(4):http://www.chuibin.com/cailiao/lunwen_205651.html