Обработката на цирконий (циркониев диоксид, ZrO₂) включва няколко стъпки за превръщане на суровината в полезна форма. Ето широк преглед на основните стъпки в обработката на цирконий:
1. Добив и рафиниране
- Минен: Цирконият обикновено се извлича от цирконов пясък (ZrSiO₄), който се добива от плажни пясъци или речни корита.
- Концентрация: Добитият циркон след това се концентрира с помощта на техники за гравитационно, магнитно и електростатично разделяне за отстраняване на примесите.
- Химическа обработка: След това концентрираният циркон се подлага на химическа обработка за получаване на цирконий. Това обикновено включва превръщане на циркон в циркониев оксихлорид (ZrOCl₂) и след това утаяване на циркониев хидроксид (Zr(OH)4) от него. След това хидроксидът се калцинира, за да се получи цирконий.
2. Приготвяне на прах
- Смилане и смилане: Калцинираният цирконий се смила, за да се получи фин прах. Тази стъпка е от решаващо значение за постигане на желания размер и разпределение на частиците.
- Смесване: Циркониевият прах може да се смесва с други материали за постигане на специфични свойства. Това може да включва свързващи вещества, пластификатори и други керамични материали.
3. Оформяне
- Натискане: Прахът може да бъде пресован във форма, като се използват различни методи, като едноосно пресоване или изостатично пресоване, за да се образуват зелени тела (неизпечени форми).
- Инжекционно формоване: За по-сложни форми може да се използва прахово шприцване (PIM).
- Екструдиране: Екструдирането може да се използва за производство на дълги форми като пръти и тръби.
- Слип кастинг: Суспензия от циркониев прах може да се излее във форми, за да се образуват сложни форми.
4. Изсушаване и отстраняване на свързващото вещество
- Сушене: Оформените зелени тела се изсушават за отстраняване на влагата.
- Освобождаване: За части, образувани с помощта на свързващи вещества (напр. леене под налягане), е необходима стъпка на отстраняване на свързващото вещество за отстраняване на органичните компоненти преди синтероване.
5. Агломериране
- Агломериране: След това зелените тела се синтероват при високи температури (обикновено между 1400 градуса и 1600 градуса), за да се уплътни материалът. Тази стъпка е от решаващо значение за постигане на желаните механични свойства.
6. Пост-обработка
- Шлайфане и полиране: След синтероване частите може да изискват шлайфане и полиране, за да се постигнат желаните размери и повърхностно покритие.
- Покрития и повърхностни обработки: Различни повърхностни обработки могат да бъдат приложени за подобряване на свойства като устойчивост на износване или биосъвместимост.
7. Контрол на качеството
- Проверка и тестване: Завършените части от цирконий се проверяват за дефекти и се тестват за механични свойства, фазов състав и други критични параметри.
8. Опаковка
- Опаковка: И накрая, продуктите от обработен цирконий са опаковани в съответствие с индустриалните стандарти, за да бъдат защитени по време на транспортиране и съхранение.