1. 相變與熱穩(wěn)定性

• 氧化鋯在常溫下以單斜相（m-ZrO?）存在，當(dāng)溫度升至約1170℃時，會轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较啵╰-ZrO?），進一步升溫至2370℃時轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较啵╟-ZrO?）。

• 相變增韌效應(yīng)：在降溫過程中，四方相向單斜相的轉(zhuǎn)變會伴隨約3-5%的體積膨脹，這種相變可吸收能量，抑制裂紋擴展，顯著提升材料的韌性（斷裂韌性可達8-10 MPa·m1/2，遠高于氧化鋁的3-4 MPa·m1/2）。

• 高溫穩(wěn)定性：在1000-1200℃范圍內(nèi)，氧化鋯珠可保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易軟化或變形，適合高溫研磨、分散等工藝。

2. 抗熱震性能

• 氧化鋯的導(dǎo)熱系數(shù)較低（約2.5 W/(m·K)），但因其高韌性，可承受快速溫度變化（如從高溫驟冷）而不易開裂。

• 實驗表明，氧化鋯珠在反復(fù)熱沖擊（如從1200℃驟冷至室溫）下仍能保持完整性，抗熱震性能優(yōu)于氧化鋁和碳化硅陶瓷。

3. 化學(xué)穩(wěn)定性

• 在高溫下，氧化鋯對酸性介質(zhì)（如硫酸、鹽酸）和中性環(huán)境具有良好的耐腐蝕性；但在強堿性環(huán)境（如熔融堿、高溫水蒸氣）中可能發(fā)生緩慢反應(yīng)，生成鋯酸鹽（如Na?ZrO?），需根據(jù)具體工況評估。

• 在煤或灰燼系統(tǒng)的高溫粉塵環(huán)境中，若灰分含堿性氧化物（如K?O、Na?O），需注意潛在腐蝕風(fēng)險，但通常優(yōu)于氧化鋁在堿性條件下的表現(xiàn)。

4. 機械性能變化

• 硬度與耐磨性：高溫下氧化鋯的硬度（維氏硬度約12-14 GPa）略有下降，但仍保持較高水平，耐磨性優(yōu)于大多數(shù)金屬和工程塑料。

• 蠕變性能：在1000℃以上長期使用時，氧化鋯可能發(fā)生蠕變（緩慢塑性變形），需通過添加穩(wěn)定劑（如Y?O?、CeO?）抑制晶粒長大，提升高溫強度。

適用場景

氧化鋯珠在高溫條件下廣泛應(yīng)用于：

• 高溫研磨與分散：如陶瓷釉料、電子漿料、新能源材料（鋰電池正負極材料）的高溫砂磨。

• 高溫流體輸送：如煤化工中的高溫煤漿輸送、冶金行業(yè)的高溫礦漿管道。

• 熱噴涂與耐磨部件：如燃氣輪機葉片、高溫閥門密封面等。

潛在限制

1. 成本較高：氧化鋯珠的制造成本顯著高于氧化鋁和玻璃珠，限制了其在低成本場景中的應(yīng)用。

2. 堿性環(huán)境敏感性：在強堿性或高溫水蒸氣環(huán)境中，可能發(fā)生腐蝕，需通過材料改性（如添加穩(wěn)定劑）或表面涂層提升耐蝕性。

3. 相變風(fēng)險：若溫度波動超過相變臨界點（如頻繁跨越1170℃），可能導(dǎo)致微觀結(jié)構(gòu)變化，影響長期穩(wěn)定性。