ZrO2微粉是高技术陶瓷和耐火材料领域中的一种重要原料。工业上生产粉末较成熟的方法有等离子体法、中和沉淀、水解沉淀和醇盐水解四种。
氧化锆（ZrO2）微粉1.等离子体法
年，美国Z-TECH公司首先开发成功了利用等离子体电弧(Plasmaarcs)所产生的超高温从锆英石中提取和净化氧化锆从而制取高纯单斜ZrO2的方法，并获得专利。
任何气体被加热到℃时就会发生明显的电离，到℃时已基本上完全电离。电离后由于存在电子流，因而可以在电场作用下通过电阻热而达到很高的温度。这种高度离解的高热电导气体被称为等离子体。不能靠加热气体的办法来获得等离了体，而一般均是采用电弧放电的办法来获得。最简单的等离子体发生装置是电弧等离子喷枪，其原理是把直流电压加在两个特制的电极之间，同时在电极间通入一般的惰性气体(氮、氩、氦或它们的混合物)，然后以高频电流或短路的方法在两个电极之间引燃稳定的直流电弧，使连续通过弧区的气体吸收能量而形成高温等离子火焰，产生℃的高温，气流速度很高。送入火焰中的锆英石细粉立即分解为ZrO2和SiO2，SiO2被蒸发与ZrO2分离，从而达到制取ZrO2并提纯的目的。
等离子体法制得的高纯ZrO2具有独特的性能。等离子体法ZrO2呈球状颗粒，m-ZrO2结晶非常细小。实践证明，在超高温下形成的ZrO2结晶有很高的活性，这种活性对制造高性能陶瓷材料是十分重要的。等离子体法工艺也不断被改进，生产的高纯ZrO2，ZrO2含量最高可达到99.6%，粒径在以上，并可根据需要而凋整。
氧化锆（ZrO2）微粉2.中和沉淀法
中和沉淀法是利用碱液从氯氧化锆(ZrOCl2)盐溶液中沉淀析出含水氧化锆(又称氢氧化锆凝胶)，而制取ZrO2的方法。化学反应式为：
ZrOCl2+2NH4OH+(n+1)H2O→Zr(OH)4·nH2O↓+2NH4Cl
首先将ZrOCl2加水溶解，制成ZrOCl2·H2O溶液，浓度在0..4mol/L较合适。加入氨水(NH4OH)进行中和沉淀反应，将沉淀物Zr(OH)4·nH2O过滤、洗涤后于℃下干燥，最后经℃×1小时锻烧即可得到ZrO2粉末。氨水沉淀条件对ZrO2粒子的性状(粒度、分散度、纯度、密度)影响明显。当希望制备CaO、MgO或Y2O3稳定的ZrO2粉体时，可采用共沉淀法。稳定剂以其盐溶液的形式加入，一般加入3%(mol)的Y2O3可得到部分稳定ZrO2。
氧化锆（ZrO2）微粉3.水解沉淀法
水解沉淀法是采取长时间的煮沸氯氧化锆溶液，使之水解生成的HCl不断蒸发除去，从而使如下水解反应不断向右进行而得到Zr(OH)4·nH2O沉淀物：
ZrOCl2+(3+n)H2O→Zr(OH)4·nH2O↓+2HCl↑
其它过程与中和沉淀法相同，不过ZrOCl2浓度应小些，一般在0.20.3mol/L较合适。此法工艺简单，但能耗较大。
4.醇盐水解法
醇盐水解法是制取高纯、超细ZrO2粉末的有效方法。首先用ZrCl2与C3H7OH、液氨在苯(C6H6)的催化下反应合成锆的醇盐Zr(OC3H7)4，反应式如下：
ZrCl4+4C3H7OH+4NH3→Zr(OC3H7)4+4NH4Cl
过滤除去NH4Cl，使Zr(OC3H7)4结晶纯化，然后加水进行水解沉淀反应：
Zr(OC3H7)4+2H2O→ZrO2+4C3H7OH
过滤出沉淀物，经~℃干燥后粉碎，于℃煅烧0.5小时即可得到ZrO2粉末。与上述两种方法相比，醇盐水解法制得的ZrO2具有更好的粉体特性：ZrO2几乎全部为一次粒子，很少是团聚的二次粒子(团粒);粒子的大小和形状均一；化学纯度高，相结构单一。因此醇盐水解制取的ZrO2粉末更适合于制造高性能的电子材料和结构陶瓷。但其工艺条件复杂、成本较高。
图1煅烧温度与ZrO2细度
后三种方法的最后工序都是煅烧。如图1所示，煅烧温度越高，则ZrO2粉体的粒子直径越大、比面积越小。表1为市售的以中和沉淀法和水解沉淀法制取的Y2O3部分稳定ZrO2粉末的性能。
表1ZrO2粉末的性能
市场上出售的氧化锆主要有高纯ZrO2(单斜ZrO2)、CaO稳定的ZrO2(Ca-PSZ)、MgO稳定的ZrO2(Mg-PSZ)、Y2O3稳定的ZrO2(Y-PSZ)和脱硅锆(含Al2O3)。其典型性能列于表2中。
表2氧化锆的典型性能
高纯ZrO2为白色，ZrO2含量较低时呈淡黄色到黄褐色；稳定型的氧化锆一般为淡黄色。在上述氧化锆原料中，高纯ZrO2和脱硅锆中的ZrO2全部以单斜相存在；完全稳定的氧化锆中ZrO2全部以立方相存在；而在部分稳定的ZrO2中，ZrO2大部分为立方相，其余为单斜相。
