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聊起工業(yè)材料，很多外行朋友可能覺得枯燥，但里頭門道可深了。就拿氧化鋯來說吧，早些年這東西在大家印象里，可能就是做陶瓷刀、假牙齒什么的，又硬又亮。但在我們這幫搞材料研發(fā)和工業(yè)應(yīng)用的人眼里，它可是個“寶貝疙瘩”，尤其是最近幾年冒出來的這些創(chuàng)新型氧化鋯砂產(chǎn)品，那可真是解決了大問題，應(yīng)用前景亮瞎眼。
我記得前兩年去參加一個行業(yè)展會，跟一個做了幾十年耐火材料的老工程師聊天，他就拍著大腿跟我說：“老弟啊，你是不知道，現(xiàn)在這冶煉行業(yè)，對材料要求忒高了!溫度越來越高，環(huán)境越來越苛刻，傳統(tǒng)的材料有點扛不住啊。就說這氧化鋯吧，都知道它好，耐高溫、化學(xué)性子穩(wěn)，但傳統(tǒng)工藝做出來的氧化鋯砂，要么純度不夠，要么顆粒均勻性差，要么穩(wěn)定性不行，價格還死貴，用起來心疼啊，很多時候是‘心有余而力不足’?！?/span>
他這話可真說到點子上了。這其實就是我們搞創(chuàng)新型氧化鋯砂研發(fā)的初衷——不就是得攻克這些老難題嘛!
那創(chuàng)新究竟創(chuàng)在哪兒呢?我跟你嘮嘮。
首先啊，這“內(nèi)核”就得變。以前的氧化鋯有個毛病，就是晶體結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定，溫度一變化，它自己內(nèi)部可能就“打架”，產(chǎn)生微裂紋，時間一長，性能就下來了?，F(xiàn)在的新路子，是在配方和工藝上動了大手術(shù)。通過引入更先進的穩(wěn)定劑，比如用釔來穩(wěn)定，再結(jié)合超高溫的燒結(jié)技術(shù)和更精密的破碎分級技術(shù)，我們愣是搞出來了“部分穩(wěn)定氧化鋯”這種神奇玩意兒。這么說吧，它就像是給氧化鋯顆粒內(nèi)部做了“鋼筋骨架”，讓它在高溫下該硬的時候硬，該有點韌性的時候也能扛一下，不像以前那么脆生生的一磕就壞。而且純度蹭蹭往上走，雜質(zhì)含量控得極低。
其次啊，這“顏值”和“體型”也得管。創(chuàng)新型氧化鋯砂特別講究“賣相”——可不是真拿去選美，而是指它的顆粒形態(tài)和粒徑分布。過去那種棱棱角角、大小不一的“粗放型”顆粒，在精密應(yīng)用里簡直就是災(zāi)難?，F(xiàn)在通過氣流粉碎、離心分級這些精細活兒，我們能生產(chǎn)出近乎球形的、顆粒大小極其均勻的氧化鋯微粉。你抓一把在手心里，感覺就跟最細膩的面粉似的，但硬度可是天花板級別的。這種均勻性帶來的好處太大了，無論是在做涂層還是當(dāng)磨料，效果都又穩(wěn)又均勻，不會深一腳淺一腳的。
光說不練假把式，研發(fā)出來得用得上才行。這幫創(chuàng)新型氧化鋯砂，現(xiàn)在可是各個高端領(lǐng)域的“香餑餑”。
頭一個得說精密鑄造，尤其是那種薄壁、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的超級合金件，比如飛機發(fā)動機的葉片、燃氣輪機的葉片。這玩意兒澆鑄的時候，溫度一千好幾百度，對模具外殼的材料要求極高。新型氧化鋯砂做的面層涂料，穩(wěn)定性好、熱膨脹系數(shù)匹配，鑄件表面光潔度能提高好幾個檔次，幾乎看不到粘砂、毛刺這些毛病，大大減少了后續(xù)精加工的成本。老師傅們都說：“用了這新砂，出來的活兒那叫一個漂亮!”
再一個就是高端研磨拋光。咱們的手機玻璃、攝像頭玻璃片、各種半導(dǎo)體晶圓，要求表面光滑得不能再光滑，有一點劃痕都得報廢。新型氧化鋯微粉因為硬度高、顆粒均勻、化學(xué)機械性能好，做成拋光液，那效果杠杠的。去除率控制得精準，還不容易產(chǎn)生劃傷，實現(xiàn)了真正的納米級甚至原子級的光滑表面。說白了，你手機屏幕摸起來那么順滑，背后就有它一份功勞。
還有熱障涂層。航空航天發(fā)動機、燃氣輪機為啥能承受那么恐怖的高溫?關(guān)鍵部件上都噴著一層“隔熱外套”呢。這外套的主要材料之一就是氧化鋯基的陶瓷材料。創(chuàng)新型氧化鋯砂因為其優(yōu)異的耐高溫性能和相穩(wěn)定性，是制備這類頂級涂層粉末的核心原料，直接關(guān)系到發(fā)動機的效率和壽命。
除此之外，像在一些嚴苛環(huán)境下的結(jié)構(gòu)陶瓷、高級耐火材料、甚至醫(yī)療生物材料領(lǐng)域，都能見到它的身影。應(yīng)用面是越拓越寬。
說實話，搞這種研發(fā)，過程賊痛苦。配方調(diào)了無數(shù)次，工藝參數(shù)試了又試，燒壞一爐又一爐的料那是家常便飯。但看到自己做出來的東西，真的能解決行業(yè)的痛點，甚至幫到國家一些關(guān)鍵領(lǐng)域的發(fā)展，那種成就感，別提多帶勁了。
未來啊，我覺得創(chuàng)新型氧化鋯砂的路子還會更寬。隨著像光伏新能源、半導(dǎo)體芯片、航空航天這些行業(yè)的突飛猛進，對材料的性能要求只會越來越變態(tài)。更純、更細、更均勻、性能更可控的氧化鋯砂產(chǎn)品肯定會被鼓搗出來。沒準哪天，它就能在一些我們現(xiàn)在都想不到的地方大放異彩。
所以說，可千萬別小看這一粒粒小小的砂子，里頭凝聚著大智慧，也能撬動大產(chǎn)業(yè)。創(chuàng)新的價值，就體現(xiàn)在這里——把一種材料的潛力挖到極致，去滿足時代發(fā)展的苛刻要求。這事兒，挺酷的。