Обработка циркония (диоксида циркония, ZrO₂) включает несколько этапов для преобразования сырья в полезную форму. Вот широкий обзор основных этапов обработки циркония:
1. Добыча и переработка
- Добыча: Цирконий обычно получают из цирконового песка (ZrSiO₄), который добывают из пляжного песка или русел рек.
- Концентрация: Добытый циркон затем концентрируется с использованием методов гравитационной, магнитной и электростатической сепарации для удаления примесей.
- Химическая обработка: Концентрированный циркон затем подвергается химической обработке для получения циркония. Обычно это включает преобразование циркона в оксихлорид циркония (ZrOCl₂) и последующее осаждение из него гидроксида циркония (Zr(OH)₄). Затем гидроксид прокаливают для получения циркония.
2. Приготовление порошка
- Дробление и измельчение: Прокаленный цирконий измельчается до состояния тонкого порошка. Этот шаг имеет решающее значение для достижения желаемого размера частиц и их распределения.
- Смешивание: Порошок циркония можно смешивать с другими материалами для достижения определенных свойств. Это может включать связующие вещества, пластификаторы и другие керамические материалы.
3. Формирование
- Нажатие: Порошок можно прессовать в форму различными методами, такими как одноосное прессование или изостатическое прессование, для получения сырых тел (необожженных форм).
- Литье под давлением: Для более сложных форм можно использовать литье под давлением порошка (PIM).
- Экструзия: Экструзию можно использовать для производства длинных форм, таких как стержни и трубки.
- Шликерное литье: Суспензию порошка циркония можно заливать в формы для создания сложных форм.
4. Сушка и удаление связующего вещества
- Сушка: Образовавшиеся зеленые тела сушат для удаления влаги.
- Удаление привязки: Для деталей, изготовленных с использованием связующих веществ (например, литьем под давлением), перед спеканием необходим этап удаления связующих веществ для удаления органических компонентов.
5. Спекание
- Спекание: Затем сырые тела спекаются при высоких температурах (обычно от 1400 до 1600 градусов) для уплотнения материала. Этот шаг имеет решающее значение для достижения желаемых механических свойств.
6. Постобработка
- Шлифовка и полировка: После спекания может потребоваться шлифовка и полировка деталей для достижения желаемых размеров и качества поверхности.
- Покрытия и обработка поверхности: Для улучшения таких свойств, как износостойкость или биосовместимость, могут применяться различные виды обработки поверхности.
7. Контроль качества
- Проверка и тестирование: Готовые детали из диоксида циркония проверяются на наличие дефектов и испытываются на механические свойства, фазовый состав и другие критические параметры.
8. Упаковка
- Упаковка: Наконец, обработанные изделия из диоксида циркония упаковываются в соответствии с отраслевыми стандартами для их защиты во время транспортировки и хранения.