筆記- ZrO2 複合耐火材料

ZrO2 複合耐火材料

第一章 ZrO2 材料的相平衡

1.1 晶相轉化

ZrO2 是多晶相轉化的氧化物, 在不同溫度環境下共有三種晶相. 

單斜晶相 (m-ZrO2) - 在穩定的低溫中存在

四方晶相 (t-ZrO2) - 1100度c左右開始形成, 1200~2370度c 穩定存在

立方晶相 (c-ZrO2) - 存在於 2370度c 至熔點為止

壓力會影響晶相轉變, 無論是內部形成或者外部施加的, 而相變過程會經歷溫度的滯後性, 也就是晶相轉化會在特定的溫度區間內進行. 發生晶相改變不是在特定一個溫度, 而是在一個溫度區間.

例: 

{升溫} 單斜晶相 => 四方晶相 

相變進度% : 升溫對照

0  -10%  :  900 - 1050度

15-90%  : 1050 - 1150度 <相變最快, 溫度滯後, 溫差很小>

80-100%: 1150 -1180度

{降溫} 四方晶相  => 單斜晶相 

相變進度% : 降溫對照

100 - 80%: 1150 - 900度

80-10%    :  900 - 800度 <相變最快, 溫度滯後,溫差很小>

10-0%      :  800 - 600度

注意溫度與體積變化:   加熱收縮  ,   冷卻膨脹  

 m-ZrO2  => 升溫  =>   t-ZrO2 , 發生在1170度C, 伴隨3.25%體積縮小

 t-ZrO2    => 冷卻  =>  m-ZrO2 , 發生在1000~800度C, 體積膨脹約5%, 降溫膨脹時的拉伸壓力會造成ZrO2燒結體產生破碎

晶相的改變速度比裂紋擴展的速度還快2倍以上, 這個特性為吸收斷裂能和材料增韌十分有利. 

被包裹於基質材料中的氧化鋯晶粒由於周圍基質有約束作用, 晶相轉變受到物理壓制, 因此四方晶相有可能保留到室溫環境或更低的溫度, 如果周圍的基質出現裂紋而使約束力解除, 氧化鋯晶粒就會發生相變, 由四方晶相轉變為低溫穩定的斜方晶相.

由於ZrO2材料的熱膨脹特性, 他的抗熱震性並不佳, 用在耐火材料的時候必須先對ZrO2做晶相穩定的處理, 避免在燒成體積劇變而破裂.

將ZrO2安定的方式就是將與Zr4+ 離子半徑相近的金屬離子加入ZrO2晶格中, 使它形成穩定的立方型固熔體, 再加溫與冷卻後一樣保持立方固熔體結構, 不具可逆性, 也沒有體積變化效應. 常被使用為安定劑的成分有CaO, MgO, Y2O, Ce2O3. 有人建議混合穩定劑CaO6.7%+MgO3.7%或 CaO2.3%+MgO6.4%, 另外固熔體中加入1~2%Y2O可以提高穩定性, 加入2-5%的時候可以讓固熔體完全不分解, 具有較高的機械強度與減少熱膨脹.

部分安定氧化鋯PSZ- Partially Stabilized Zerconia

部分安定的定義是指同時具有mZrO2(單斜), t-ZrO2(四方), c-Zro2(立方) 三種晶相或其種兩種的混合物.

PSZ 與不穩定ZrO2相比, 強烈溫度滯後現象減少了, 也就是在升降溫過程中, 相變的速度減慢, 體積變化小, 降低破裂情況.

PSZ與立方晶ZrO2相比, 提高了斷裂韌性與強度. 

在增長的裂紋附近, 應力場中的馬氏體轉變對導致雙相陶瓷強度明顯增加, 陶瓷中的裂紋以高速擴展, 當進入高溫四方晶相溫度區間時, 瞬間把它變成低溫晶型(單斜), 增大了體積, 同時伴隨了單斜晶顆粒的雙晶作用. 在雙晶作用區域(晶相轉變區間)發生錯位變形, 使壓縮應力高度集中和材料中產生細裂紋, 這使裂紋的發展受阻而停止. 馬氏體轉變是非擴散性, 也不傳熱, 但是會伴隨形狀的畸曲.

雜質的影響

PSZ中雜質成分與安定劑CaO或ZrO2發生反映, 在晶粒邊界與結晶內生成液相, 它們也是引起不安定的因素. 雜質當中又以SiO2對本體影響最大, SiO2會降低本體穩定性, 導致c-ZrO2 固熔體失去穩定性. 但是在加入微量SiO2時(約0.2%)會增加固熔體的燒結密度.  

CaO安定的ZrO2 抵抗雜質破壞力的能力比較差, 

Y2O3安定的ZrO2抵抗雜質破壞力的能力比較強.

ZrO2複合耐材相關的二元系混合物

ZrO2 - CeO2  鈰安定

ZrO2 - Y2O3 釔安定

CaO - ZrO2  鈣安定

ZrO2 - SiO2

ZrO2 - Al2O3

ZrO2 - TiO2

MgO - ZrO2

ZrO2 - SrO

ZrO2複合耐材相關的三元系混合物

Al2O3 - ZrO2 - SiO2

MgO - ZrO2 - SiO2

MgO - Al2O3 - ZrO2

MgO - Cr2O3 - ZrO2

CaO - Al2O3 - ZrO2

ZrO2 - SiO2 - SrO <pg29>

ZrO2複合耐材相關的四元系混合物

MgO - CaO - SiO2 - ZrO2

MgO - Al2O3 - SiO2 - ZrO2

ZrO2 - MgO - SiO2 - SrO

CaO - MgO - Al2O3 - ZrO2

1.3.1  ZrO2 複合耐火材料的依據<pg42>

ZrO2 本身熔點高, 化學穩定性佳, 導熱率低, 抗化學侵蝕,  ZrO2與氧化物形成的鋯酸鹽類能提高熔融溫度.

ZrO2 + CaO 2350度c

ZrO2 + MgO 2150度c

在一些特種陶瓷的製作過程會加入氧化鋯或矽酸鋯, 利用它晶相轉變的特性來提高陶瓷材料的斷裂韌性<pg43> 

將ZrO2 加入莫來石, SiC等材料中可提高斷裂韌性, 加到氧化鋁材料中的增韌效果特別明顯, 可用於增加抗熱震效果.

增加韌性的現象用斷裂力學來解釋, 陶瓷材料在受到張力的裂紋的尾端存在著能夠消除或抵消應力集中的機理, 相當於把裂紋擴張的效果鈍化了, 使材料能夠受更大的負載, 直到重新達到斷裂韌度的臨界值, 裂紋才會繼續擴展.

1.3.2 ZrO2 複合材料的工藝控制重點

 m-ZrO2  => 升溫  =>   t-ZrO2 , 發生在1170度C, 伴隨3.25%體積縮小

 t-ZrO2    => 冷卻  =>  m-ZrO2 , 發生在1000~800度C, 體積膨脹約5%

1. 用黏性或塑性介質環繞ZrO2晶粒, 可以消除晶相轉變時的應力能量, 常見的是在熔鑄AZS耐火材料中夾雜進黏性玻璃相. 鋁鋯矽

2. 可添加少量其他氧化物, 在室溫下穩定t-ZrO2和c-ZrO2晶相, 避免或減輕變形, 典型的安定劑如CaO, MgO, Y2O, CeO2

3. 擴展無數條裂紋, 每條長度遞增, 用這種方法形成帶微小裂紋的顯微結構, 利用這個結構抵銷能量的變化. 

2與3的方法在ZrO2複合鹼性材料中已經有廣泛應用.

1.3.3 ZrO2 複合材料中ZrO2的加入方式

加入ZrO2方式有兩種: 

    1. 直接加入, 加入量控制在小範圍的時候可以直接加入 

    2. 預先合成, 利用燒結/電融法預先合成ZrO2複合原料, 再用來製成產品.

1.3.4 ZrO2 複合材料中ZrO2 的作用

大概分為三種

(1)生成主晶相或次晶相使材質具特殊性能, 例如鎔鑄AZS材料的主晶相為(斜鋯石+剛玉)共晶體, 或者(斜鋯石+剛玉+莫來石), 抗玻璃熔液侵蝕的能力比高鋁耐火材料強了1~5倍. 在鋼鐵工業中, 利用ZrO2 具有氧離子在有氧勢差的兩相間移動的性能(脫氧能力), 採用穩定的ZrO2襯套抑制了氧化物析出, 使連鑄CC的浸入式水口SEN中氧化鋁沉積的堵塞程度減輕了一半.

(2) 添加ZrO2對原有的材質改善性能, 剛玉質與高鋁質的製品雖然有良好的化學穩定與高溫性能, 但是抗熱震性較差. 利用ZrO2的增韌效果, 在剛玉與高鋁質材料中加入少量ZrO2, 可以明顯的提高抗熱震效果. 

例1: 在Al2O3佔95%的鋼玉製品中加入適量的ZrO2, 應用於石油裂解爐效果良好.  
例2: 將ZrSiO4加入高鋁磚中, 在1100度加熱之後, 水冷條件下抗熱震次數達到40次, 比一般高鋁磚提高了4倍.

(3)利用鋯質原料的礦物相不同, 改進製作工藝. 反應燒結法製造鋯-莫來石或鋯-剛玉-莫來石的過程中加入ZrO2 或ZrO2-SiO2 不僅降低原料成本, 燒結工藝也更簡單. 

第二章 鋯英石和斜鋯石

2.1 鋯英石(矽酸鋯Zercon) 

矽酸鋯 ZrSiO4 組成分大約是ZrO2 67%, SiO2 32%, 主要以副礦物的型態形成於霞石正長岩和鹼性偉晶岩的砂礦中. 矽酸告是最主要含ZrO2 的礦物, 也是製取ZrO2 的主要原料. 鋯英石礦的產地有澳洲 美國 印度 巴西 斯里蘭卡 南非. 最大量的是澳洲.

2.2 斜鋯石(Baddeleyite)

斜鋯石是天然的氧化鋯, 斜鋯石ZrO2 組成分大約是Zr 73%, O2 26%, 主要產地:  俄羅斯 巴西 南非 斯里蘭卡.  斜鋯礦石數量稀少, 因此製作氧化鋯的主要原料還是以鋯英石為主.

這兩種礦石的ZrO2含量都只有65~75%, 因此必須透過電融等工序將純度提高, 以常見的鈣安定或釔安定氧化鋯來說, 純度大約是93~95%, 而因為微量的Hf常與Zr摻雜, 在鋯礦石中經常含有少量的Hf, 大約是0.007~0.6%, 因此在標示純度的時候會列為(ZrO2+HfO2)

第三章 鋁-鋯-矽 系列耐火材料 <待補 pg80>

3.1 鋯英石耐火材料

3.2 氧化鋯耐火材料 <pg102>

3.2.1 熔鑄氧化鋯磚
3.2.2 燒結氧化鋯耐火材料
3.2.3 氧化鋯不定型耐火材料
3.2.4 氧化鋯纖維
3.2.5 氧化鋯塗料
3.2.6 氧化鋯空心球
3.2.7 氧化鋯分離環

3.3 ZrO2 複合剛玉莫來石耐火材料<pg130>

3.4 ZrO2 複合莫來石耐火材料

3.5 ZrO2複合剛玉耐火材料

3.6 鉻鋯剛玉耐火材料<pg165>

3.7 鈦鋯剛玉耐火材料<pg171>

第四章 鋯複合MgO-CaO 系列耐火材料<pg180>

耐火原料種類筆記

紀錄一下我認識的耐材原料.

氧化鋁系列, 含量%

焦寶石 Chamotte: 30 ~ 50

莫來石 Mullite: 50 ~80

水鋁石 Bauxite: 70~85

棕剛玉 Brown Fused Alumina: 94~97

白鋼玉 WFA: 99

板狀剛玉 Tabular Alumina: 99

燒結氧化鋁 Sintered Alumina: 99

活性氧化鋁 : 95~99

紅柱石Andalusite : 70

藍晶石 Cyanite: 70 

其他類 

氧化鋯 Zerconia : ZrO2 85~99.9

氧化鎂 MgO: 85~97

石英 Quartz: 99 SiO2 , 氧化矽

鋁鎂尖晶石 Spinel, 融熔氧化鋁70~90與氧化鎂10~26

鱗狀石墨 Flake Graphite, 添加於鎂碳磚/鋁碳磚時添加量7~15%

黏土類 Clay: Al2O3 含量20~30%

香港土

蛙目土 

火山黏土 Bentonite

木節黏土

水洗球土 Ball Clay

添加物:

矽灰 Silica fume : SiO2 99%

高鋁水泥 Alumina Cement

矽膠水: 常見濃度50%.

鍛燒氧化鋁(原文)

Calcined (or alpha) alumina is made by roasting a source alumina powder at 1200-1300C to convert it to pure Al2O3 (when calcined near 2000C large hexagonal, elongated tablet shaped crystals form as "Tabular Alumina"). The alpha form is the densest and most stable crystalline form of alumina. It is insoluble in water but is soluble in hydrofluoric acid and potassium bisulfate. 

Unground calcined aluminas are typically 100-300 mesh, but much finer grades (often called "Ground Alumina") are produced by milling. Calcined aluminas are available in numerous grades based on the heat treatment applied, crystal size, soda content, and degree of thermal conversion to alpha phase. Soda content is a major factor in determining the final use (low soda materials are used for electronic applications, medium soda for electrical insulation and porcelains, high soda for glass, glaze, fiberglass and electrical porcelain).

(自譯)鍛燒氧化鋁(又稱Alpha氧化鋁)是將鋁粉以1200~1300度加熱, 提升純度的氧化鋁. (溫度接近2000度的時候會形成板狀剛玉). Alpha狀態是最穩定也最密緻的氧化鋁結晶狀態, 不容於水, 但是溶於某些酸液.

未加磨的鍛燒鋁粒徑通常100-300目, 經過球磨之後可以變得更細. 

Alpha 氧化鋁的等級會有多種因素決定, 例如熱處理加工, 晶體尺寸, 碳酸鈉含量, alpha狀態的受熱轉化程度等.

尤其是碳酸鈉含量會決定最終產品適用的用途, 低含量可用於電子產品, 中含量可用於電絕緣與陶瓷, 高含量可用於玻璃, 玻纖與電子陶瓷.

活性氧化铝是指经过充分细磨、以原晶尺寸大小1μm的α-Al2O3为基本组成（20%～90%）的煅烧氧化铝。

煉鋼步驟與耐火材

煉鋼程序簡介(依照步驟)

1.電弧爐 (E.A.F. = Electric Arc Furnace)

融煉 = 將廢鋼投入電爐中升溫融煉, 融化成鋼液.
台灣常見的電弧爐多數為50噸電爐 (每一爐容量為50噸的鋼液).
電弧爐加熱靠的是電極棒, 形狀像短的黑色電線桿, 有的電爐設計插一支, 有的插三支
電極棒插入電爐後, 以閃電的電弧原理在短時間內產生超高的溫度來融化爐內的廢鋼
有些風格比較隨性的煉鋼廠會利用電極棒插入的時候去壓爐內廢鋼, 把廢鋼壓浸到融湯裡, 試圖加速融煉, 這是非常糟糕的動作. 這種行為會傷到電極棒的固定器, 讓電極棒安裝時無法鎖緊定位, 運作時容易搖晃甚至撞擊爐蓋.
 
   E.A.F. 採用的耐火材料包含
    - 底部安全層 - 鎂質耐火磚, 鎂質耐火泥
    - 底部工作層 - 鎂質搗固材
    - 側壁工作層 - 鎂鉻鐵殼磚, 鎂質或高鋁耐火泥
    - 側壁安全層 - 鎂質耐火磚

2.轉運盛鋼桶

轉運盛鋼桶的功能就是將鋼液由電爐搬移至精煉爐, 工作中必須承受電爐傾倒出來的鋼液的衝擊, 因此底部設有衝擊區, 以耐衝擊的材質鋪設特定區塊, 厚度比其餘部位更厚. 天車把盛鋼桶搬到精煉爐位置, 再以傾倒方式把鋼液移入精煉爐內
 
   轉運盛鋼桶耐火材料種類(套磚)
   - 底部安全層 - 高鋁磚, 可鑄性耐火泥
   - 底部工作層 - 高鋁磚
   - 底部衝擊區 - 鋁碳磚
   - 側壁安全層 - 高鋁磚 可鑄性耐火泥
   - 側壁安全層 - 高鋁磚 鋁碳磚
   - 側壁渣線區 - 鎂碳磚

3.精煉爐 A.O.D.
 
   精煉爐的功能就是調整鋼液的成分.
   以最常見的304不銹鋼為例, 成份含有18%鉻與8%鎳,
   因此在檢驗鋼液成份含量時, 如果發現有不符合的成份比例就在精煉過程中調整.

4.澆鑄盛鋼桶

從精煉爐中把調配完成的鋼液傾倒入澆鑄盛鋼桶內, 以天車搬運至模具上方進行灌注.
澆鑄盛桶底部構造設有兩個開孔, 其中一個是安裝吹氣磚(Porous Plug)的孔. 吹氣磚的功能就是將惰性氣體送入盛桶的底部, 在鋼液內造成翻攪, 讓雜質附著氣泡漂浮到液面凝聚成浮渣, 減少融湯內的雜質異物來提升融湯的品質. 另一個開孔是安裝上部注嘴, 連接滑板磚控制鋼液流量. 滑板磚有上下兩片, 上滑板連接盛鋼桶的內部注嘴, 下滑板則是連接出鋼的交替注嘴, 透過兩片滑板的滑動開關來控制鋼液流出.
在灌注前, 流鋼嘴(Nozzle)的出口會套一個陶瓷氣罩, 讓鋼液在洩流的過程中減少接觸空氣,
降低鋼液氧化與雜質.

5. Tundish
 
Tundish 的構造中, 承接氣罩鋼液衝擊的位置設有導流磚, 將氣罩洩出的強力的鋼液分散漫流, 減緩流速, 均分力道, 同時保護Tundish不直接受鋼液的撞擊, 減少工作中噴濺. Tundish  內的鋼液會由澆鑄管位置洩出, 由內部以塞棒(止塞磚) 堵住澆鑄管入口來控制流量與開關.
 
6.進模具
 
模具本體為銅製品, 不與融鋼結合, 表面鍍鉻, 增強硬度與耐用



待補圖

金屬熔煉鑄造(翻砂)步驟簡介

1.熔煉爐 :

電弧爐 Electric Arc Furnace:

金屬熔煉量大的時候, 鑄造廠會以電弧爐來熔煉金屬, 容量30~50噸. 電弧爐以石墨電極棒作用的電弧為發熱源. 

週波感應爐 Induction Furnace:

熔煉份量小的時候, 鑄造廠會選用週波爐作為熔煉爐, 每一爐的容量通常1噸以內. 週波爐的特點是耗能小速度快, 築爐的耗材與維護費用低. 以爐壁內的感應線圈作用為發熱源. 對材料講究的廠家會在感應爐內使用坩堝來融煉金屬, 可以避免材料交叉污染, 減少每次築爐時間, 有利於小量多樣的訂單.

將原料的金屬分批投入爐內進行加熱, 直到整爐都融成液體, 花費的時間依照金屬種類與數量, 需幾十分鐘到數小時不等. 以黑鐵為例, 熔化溫度大約在1200度, 不鏽鋼則大概是1500度.

2. 金屬液體搬運 :

金屬在爐內熔化成液態之後, 一直到灌進模具內成形, 中間需要移動, 就要利用盛鋼桶來盛裝金屬液. 盛鋼桶外觀是鐵製的桶子, 由天車吊掛移動.

金屬溶液的溫度相當高, 直接盛裝的話會連盛鋼桶本身都一起軟化, 因此盛鋼桶的內側嵌了耐火材料, 利用耐火材料來隔絕高溫, 保護設備與人員工作安全.

為了避免在移動過程中金屬液的溫度降低影響了澆鑄程序, 有些盛鋼桶設計了保溫蓋防止熱散失, 有些工廠則是在金屬溶液表層鋪灑助燃材料, 在移動中盡量維持金屬溶液的溫度.

3. 澆注方式:

一. 茶壺式盛鋼桶

側面的操作輪用來傾斜盛鋼桶讓金屬溶液流出下圖. 茶壺式的盛鋼桶容量通常比較小(2噸以內), 傾斜的時候像茶壺倒水那樣金屬溶液從邊緣的澆注嘴洩出.

二. 底澆式盛鋼桶- 澆注口設置在盛鋼桶的底部, 有兩種主要的控制設計.

塞棒控制(Stopper)

塞棒式的開關是操作員控透過長柄連結桶內塞棒上下活動來控制開關與流量.

塞棒由耐火材料製作, 舊式的以分截的耐火磚套接而成, 新式的塞棒是一體成形. 各有成本與耗時的優缺點. 下方圖片是由凱比拓公司Capital Refractories所製作的塞棒示意圖

滑門控制(Sliding Gate)

滑門控制的盛鋼桶的流口是透過滑門來控制流量. 通常上門片是固定的, 而下門片可滑動, 兩片滑門中間的開孔就是金屬液的流道. 當兩片滑門的圓孔對齊的時候熔液可以通過, 而滑門孔錯開的時候熔液就被滑門板擋住.

圖片來源: 西班牙耐火物製作服務協會( Asociación Nacional de Fabricantes de Productos Refractarios, Materiales y Servicios Afines).

4. 砂模:

鑄造相關行業常聽到的翻砂, 就是利用矽砂與水玻璃的混合材料在木製模具內塑造出粗略外型的砂殼模. 矽砂可耐溫一千多度, 足以用來承受金屬溶液的溫度, 因此廣泛被用來當作翻模用的材料.

操作時將裝有金屬熔液的盛鋼桶移到砂模上方, 對準砂模的注料口, 將金屬溶液灌進砂殼中靜置冷卻. 等金屬降溫之後, 將砂模敲除, 就獲得金屬灌鑄品. 這個階段的金屬製品相當粗糙, 表面瑕疵不平, 因此翻砂製品都需要再進行表面修整與去毛邊等加工步驟.

鋼胚- 扁鋼胚, 大鋼胚, 小鋼胚

鋼胚大致上就是以回收廢鐵為原料, 先在電弧爐中加熱融化, 之後再調整成分精煉等程序, 最後將液態金屬澆注到模具內成形的初級成品,

依尺寸分成三種大小:

1. 寬寬扁扁的模樣叫做扁鋼胚 (Slab) -------常用發音 (石累卜)
 
大部分煉鋼廠內製造扁鋼胚的設備統稱為連續鑄造 Continuous Casting或CC. 其中包含電爐+盛鋼桶+分鋼槽Tundish. 通常載運車輛(35噸拖板車)一次只能載一片(以單重20噸為例), 載兩片就超重了.

2. 比較小支一點, 切口長方形的叫做大鋼胚(Bloom) (不路母)

3. 更小支, 切口為正方形的小鋼胚稱為 (Billet) (比類斗)

      


鋼捲(Coil) -- (摳依魯)
則是在軋鋼廠(熱軋廠)用扁鋼胚當作原料去加熱輾平整形而成的初步成品, 稱為黑皮鋼捲. 
將黑皮鋼捲再進一步做冷軋(整形酸洗等加工步驟), 出來的成品稱做白皮鋼捲.
鋼捲的用途就是金屬加工廠的原料. 透過機器設備裁剪切割或凹折等方式製作金屬零件.



盤元(wire rod, coil) 小鋼胚加工而成的細線捲, 常作為螺絲的原料

氧化鋯

天然鋯 (矽酸鋯 Zercon) 外表是米黃色顆粒, 氧化鋯Zr2O3純度約60~70%, 耐高溫, 但是加熱過程中 體積變化不穩定, 會經歷數 次膨脹與收縮, 做成的產品很難掌握裂痕的變數.

因此在高級耐火材料的應用中, 氧化鋯(Zerconia)質原料都摻有安定劑來使鋯質的體積變化成為線型變化, 讓使用者可以掌握鋯質產品體積變化, 並且經過加工將鋯含量提升到90~95%

目前工業用途的氧化鋯大致上以鈣(Ca)安定, 鎂(Mg)安定, 釔(Yt)安定等三種為主

各種安定劑所帶來的特殊效果與安定化率都不相同;

例如鈣安定的氧化鋯安定率只有70-80%, 氧化鋯純度大約94%

鎂安定的氧化鋯安定化率 25 ~89%, 氧化鋯純度 94~98%

釔安定的氧化鋯安定化率可達 99%以上, 氧化鋯純度則只有 89~92%

當然氧化鋯原料的價格也就相差很多, 每公斤從數百元到上千元以上的都有.


也因為跟一般常用的耐火材料比起來氧化鋯的價格昂貴, 即使是在煉鋼廠的熔煉設備中, 也只有在受熱環境極為嚴苛的部分才會採用氧化鋯材質的耐火材料, 例如連續澆鑄設備(C.C.)中的

分鋼槽的流嘴(Tundish Nozzle), 因為內壁需要長時間受溶鐵沖蝕不能變形崩壞, 因此會採用氧

化鋯材質製作(下圖圓孔內較淺白的部分就是氧化鋯材質, 方形外殼則是水鋁石材質).





另外, 粉末冶金工業(Powder Metallurgy) 所使用的原料金屬粉末的製作方式除了傳統的化學成型法之外, 還有一種噴霧成形的製程稱作Atomization.  這種製程是透過氧化鋯材質的漏斗將融

化的金屬溶液收束成一股細流, 接著對這股金屬液體施以高壓噴氣或高壓噴水, 將鐵水沖散成細小的霧狀, 在落下的過程中自然冷卻並且在設備底部收集起來就成了金屬粉粒. 目前國內有數個單位在進行這種生產研發.


氧化鋯的應用方式還包括可用來當作研磨材料與裝飾用的寶石(又稱蘇聯鑽)