發展5G寫入了《中國制造2025》、“十三五 規劃”等，5G時代將加速來臨。業內人士表示金屬對信號屏蔽強，預計5G時代陶瓷和玻璃將成為終端結構件主流。行業公司在5G啟動前期紛紛加大氧化鋯結構件投資，項目投產后將大幅提振高端氧化鋯需求。深入了解一下這個可以把我們帶入5G時代的關鍵性材料：納米復合二氧化鋯。

納米復合氧化鋯概述

二氧化鋯是一種具有高熔點(～2700℃)和高沸點、導熱系數小、熱膨脹系數大、耐高溫、耐磨性好、抗蝕性能優良的金屬氧化物材料。納米級二氧化鋯粉體材料因具有納米特性而有許多重要的用途。用納米氧化鋯制造的精細陶瓷在不同條件下具有某些獨特的性能,如常溫下為絕緣體,高溫下則具有導電性、敏感特性、增韌性等。

氧化鋯在不同條件下有三種不同的晶型存在：立方相(c-ZrO2)，密度6.27g/cm3，四方相(t-ZrO2)，密度6.10 g/cm3和單斜相(m-ZrO2)，密度5.65 g/cm3。以上3種晶型存在于不同的溫度范圍，并可以相互轉化。它們分別在2643 K以上、1443~2643 K之間和小于1443 K溫度范圍內穩定。

其相互間的轉化關系如下：

天然ZrO2和用化學法得到的純ZrO2屬于單斜晶系。單斜晶型與四方晶型之間的轉變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時由單斜ZrO2轉變為四方ZrO2，體積收縮，冷卻時由四方ZrO2轉變為單斜ZrO2，體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發生在同一溫度，前者約在 1200℃，后者約在1000℃。由于晶形的轉變產生體積變化，會造成開裂，因此單純的ZrO2沒有多大的工程價值。因此，實際中廣泛應用的氧化鋯材料一般是添加適當穩定劑，如Y2O3、MgO、CaO、CeO2、I2O3等其他稀土氧化物制備的復合氧化鋯。穩定劑的添加可以降低c-ZrO2向t-ZrO2轉變與t-ZrO2向m-ZrO2的相變溫度，使高溫穩定的c-ZrO2和t-ZrO2相也能在室溫下穩定或亞穩定存在，形成無異常膨脹、收縮的立方、四方晶型的穩定氧化鋯（FSZ）和部分穩定氧化鋯（PSZ）。最常見的是釔穩定氧化鋯。

二氧化鋯產業鏈