[发明专利]一种氧化锆陶瓷中心棒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及散热器材技术领域，尤其涉及一种氧化锆陶瓷中心棒及其制备方法。

背景技术

金属中心棒是一类应用于散热的棒材，传统的中心棒有铜中心棒、铝中心棒和不锈钢中心棒。传统的不锈钢中心棒在高温环境下易变形、易膨胀，传统的不锈钢表层易生锈，使用寿命短，保养维护不方便。另外，传统的铜中心棒，易变形，价格高；传统的铝中心棒，易变形，散热性能差。另外，传统的金属中心棒生产工艺复杂，生产效率低，经济效益差。

发明内容

本发明为克服上述缺陷而提供了一种氧化锆陶瓷中心棒，该中心棒在高温环境下不变形、不膨胀，强度好，韧性高，该中心棒表层不生锈，使用寿命长，价格低，散热性能好，保养维护方便；该氧化锆陶瓷中心棒生产工艺简单，生产效率高，经济效益好，有利于大规模推广应用。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案。

一种氧化锆陶瓷中心棒，包括以下质量百分比的原料：

氧化锆    80-90%

氧化镁    5-10%

氧化镱    5-10%。

氧化锆(ZrO2)自然界的氧化锆矿物原料，主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物，颜色有淡黄、棕黄、黄绿等，比重4.6-4.7，硬度7.5，具有强烈的金属光泽，可为陶瓷釉用原料。

氧化锆性状：白色重质无定形粉末或单斜结晶。无臭。无味。在1100℃以上形成四方晶体，在1900℃以上形成立方晶体。一般常含有少量二氧化铪，与碳酸钠共熔生成锆酸钠，锆酸钠遇水能水解成氢氧化钠和几乎不溶于水的氢氧化锆。溶于2份硫酸和1份水的混合液中，微溶于盐酸和硝酸，慢溶于氢氟酸，几乎不溶于水。相对密度5.85。熔点2680℃，耐火度为2200℃。沸点4300℃。折光率2.2。半数致死量(小鼠，腹腔)37mg/kg。有刺激性。

氧化锆性能：氧化锆具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。

氧化锆有3种晶型，属于多晶相转化物。稳定的低温相为单斜相；高于1000℃时，四方相逐渐形成；高于2370℃时，转变为立方晶相。

氧化锆熔点2700℃，莫氏硬度7，有两种变体，1000℃以下为单斜晶系(密度5.68g/cm3)，1000℃时生成四方晶系(密度6.10g/cm3)，此晶型转变为可逆转变，冷却过程中晶型转化时伴有7%的体积膨胀，可导致制品开裂。加入稳定剂与ZrO2生成立方晶系固溶体，可消除由上述晶型转化带来的体积膨胀。氧化锆热导率低(1000℃，2.09W/(m·K))，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)的溶液与氧化锆不起作用。

氧化锆的应用：氧化锆材料具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能，氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、光纤通信、钟表饰品、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。由于耐磨性较佳机械行业常用来做为转动机构，如：轴承、轴芯等。

另外氧化锆还可用于白热煤气灯罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩埚等的制造。X射线照相。研磨材料。与钇一起用以制造红外线光谱仪中的光源灯。

氧化镁：氧化镁（化学式：MgO）是镁的氧化物，一种离子化合物。常温下为一种白色固体。氧化镁以方镁石形式存在于自然界中，是冶镁的原料。

氧化镁性状：白色无定型粉末。无臭、无味、无毒。因制备方法不同，有轻质和重质之分。在可见和近紫外光范围内有强折射性。露置空气中易吸收水分和二氧化碳而逐渐成为碱式碳酸镁，轻质较重质更快，与水结合生成氢氧化镁，呈微碱性反应，饱和水溶液的pH10.3。但极易溶于稀酸，极微溶于纯水，因二氧化碳的存在而增加其溶解度，它是一种温和的催化剂。不溶于乙醇。相对密度（d254）3.58。熔点2852℃。沸点3600℃。