乳液 法等 。
２ ． １ 高 温 固相 法
高温 固相 法 是 直 接 采 用 Ｚ ｒ Ｏ 和 Ｓ ｉ Ｏ 为原 料 ， 按
Ｑ ｏ Ｚ ｒ
ｏ Ｏ ● Ｓｉ
Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ 化学计 量 比配 料 混 合均 匀 ， 经 高温 锻 烧 后 形 成
一
定 粒度 的 Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ 粉 体 。该 方 法 的 核 心 问 题 是 合 成
类繁多， 分 离难 度 极 大 ， 相 关 研究 甚 少 ； （ ２ ）利 用 含硅
Ｅ ｓ ｉ ｏ ］ 四面体； ｚ ｒ为 八 配 位 ， 构成 Ｅ Ｚ ｒ Ｏ ］ 十二 面体； ［ ｓ ｉ Ｏ ］ 被［ Ｚ ｒ Ｏ ］ 分 割包 围 形 成 岛状 结 构 。硅 酸 锆 中 Ｅ ｓ ｉ （ ） ］ 四面 体 的孤 立 岛 状 性质 非 常 稳 定 ， 即使 经 高能 射 线辐射 和 高 温 退 火 也 不 发 生 聚合 ｕ 。 因此 ， Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ 被认 为 是 岛状 结构 正硅 酸盐 的典 型代 表 。
类： （ １ ） 有害杂 质 Ｆ ｅ 。 Ｏ。 、 Ｔｉ Ｏｚ 和 Ａｌ 。 Ｏ。 ， 一般 的硅 酸 锆 生产企 业都有 能力 将 Ｆ ｅ 。 （ ） 。 去除， 但 Ｔ ｉ Ｏ ｚ 和 Ａｌ ｚ （ ） 。 去 除难 度极 大 ； （ ２ ） 基 本无 害杂 质 Ｓ ｉ Ｏ ｚ 和 Ｈｆ Ｏ ， 在 一 定 含 量 范 围 内基 本无 害 ， 而 超 过这 一 范 围有 害 ； （ ３ ） 微 量
摘 要 ： 硅 酸锆 具 有 熔 点 高、 热导 率 低 、 膨 胀 系数 小 搪瓷 釉料 、 核工 业等行 业 中也应 用广泛 。
及化 学稳 定性优 异 等特 点 ， 是 高温 结构 陶瓷 、 耐 火材 料 和锆 基 色料 的重要 候选材 料 。鉴 于天 然硅 酸锆 粉体 的 固有缺 陷 ， 开展 化 学合 成 硅 酸锆 粉 体 意 义重 大。 总 结
１ 引 言
硅 酸锆 是指 锆英 砂经 过粉磨 工艺 加工 而 成 的超 细
无法 满 足高科技 产 品的性 能要 团聚 的硅 酸锆 粉体 具有重 要 意义 。 粉 体 。最初 称之 为“ 锆 英砂 超 细粉” ， 后称 为“ 硅 酸锆 ” 。 硅酸 锆 化 学 式 为 Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ ， 理 论 化学 组 成 是 ： ６ ７ ． ２
和含锆 的物 质进 行 化 学 反应 合 成 硅 酸锆 ， 由于 没有 杂 质参 与 ， 合 成 的硅 酸 锆 纯 度 较 高 ， 表 现 出 良好 的可 行 性， 相关 研究 较 多 。 已报 道 的硅 酸 锆 粉 体 的 合 成 方 法 主要 有高 温 固相 法 、 水热法、 溶胶一 凝胶法、 沉 淀法 和 微
温 度高 ， 且难 以反应 完 全 。Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ 的 合成 温 度受 原 料 粒度、 工 艺条 件等 诸多 因素 的影 响 ， 即使 不 考虑 各 种添
加剂 的影 响 ， 合成 温度 差别 很大 。
Ｃ ． Ｅ ． Ｃ ｕ ｒ ｔ ｉ ｓ 等 以 Ｚ ｒ （ ） 。和 Ｓ ｉ Ｏ 为 原 料 ，经
图１ Ｚ ｒ Ｓ ｉ Ｏ 晶体结构 图
Ｆｉ ｇ １ Ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕｒ ｅ ｏ ｆ ｚ ｉ ｒ ｃ ｏ ｎ ｃ ｒ ｙ ｓ ｔ ａ ｌ 。
硅 酸锆 具有熔 点 高 （ ２ ５ ０ ０ Ｃ） 、 热 导率 低 （ 室 温 为 ５ ． １ ｗ （ ｔ ２ １ ・ Ｋ） ） 、 膨胀系数小（ 室温一１ ４ ０ ０ ℃为 ４ ． １ ×１ ０ ～／ Ｋ） 、 折 射率 高 （ ” ｄ ＝ ＝ ＝ １ ． ９ ３ ～２ ． ０ １ ） 和 化学 稳 定性 好 等特 点 ， 可 作 为 捣 打料 和耐 火 材料 用 于玻 璃 窑 炉 的 熔 化部 ， 作 为乳 白釉 添加 剂 用 于 日用 陶瓷 和 建 筑 卫 生 陶 瓷 的釉 面 ， 另外 在精 密铸 造 、 彩色显 像 管 、 浮法 玻璃 、
了硅 酸 锆 粉 体 制 备 的 主要 方 法 ， 包括 高 温 固相 法 、 水 热
目前 ， 工业 使用 的硅 酸锆粉 体均 为天 然硅 酸锆 （ 即 锆英 砂 ， 又称锆 英 石 ） ， 我 国高 档 硅 酸锆 的原 砂 主要 为 澳 洲优 质锆 英 砂 。硅 酸 锆 中存 在 许 多 杂 质 ， 可分 为 ３
法、 溶胶一 凝胶 法 、 沉 淀法 和微 乳液 法 等 ， 分析 了硅 酸锆
粉 体的合 成机 理 ， 最 后 展 望 了合 成 硅 酸 锆 粉 体 的 发 展 趋势。
关 键词 ： 硅 酸锆 ； 粉体 ； 制 备方法 ； 反应 机理
中图分 类 号 ： ＴＱ１ ７ ４ 文献标 识码 ： Ａ ＤＯＩ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ ． ２ ０ １ ５ ． 增刊 （ Ⅱ） ． ０ ０ ２
８
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２ Ｏ ｌ ５ 年增刊 １ Ｉ （ ４ ６ ） 卷
文章 编号 ： １ ０ ０ １ — ９ ７ ３ １ （ ２ ０ １ ５ ） 增刊（ Ⅱ） 一 ０ ０ ８ — ０ ５
硅 酸锆 粉 体 的 合 成 研 究
王衍 行 ， 周 鹏 ， 祖 成奎 ， 何 坤 ， 韩 滨
（ 中国建筑 材料 科学研 究 总院 ， 北京 １ ０ ０ ０ ２ ４ ）
Ｚ ｒ Ｏ 和 ３ ２ ． ８ Ｓ ｉ Ｏ。 。硅 酸锆 晶体 属 于 四方 晶系 ， 空 间 群 Ｉ ４ １ ／ ａ ｍｄ ， 结构见 图 １ 。其 中 Ｓ ｉ 为 四配位 ， 构 成
２ 制备 方 法
目前 ， 制 备高 纯硅酸 锆 的方法 主要 有 两种 ： （ １ ）对
天然硅 酸锆进 行 提纯 ， 去除其 中的杂质 ， 但 由于杂 质种
杂质 Ｎａ Ｏ、 Ｋ： Ｏ和 Ｐ Ｏ 等， 因其 含 量极 少 ， 一 般 总含 量≤０ ． １ （ 质量 分数 ） ， 不 会对 产 品构成 很 大 威胁 。总 之， 杂 质 使 得 硅 酸 锆 在 低 温 下 即会 分 解 ， 降低 使 用温 度， 尤 其是 Ｆ ｅ Ｏ。 和Ｔ ｉ Ｏ 等杂 质 严 重 降低 粉 体 白度 ，