发展5G写入了《中国制造2025 》、“十三五 规划”等，5G时代将加速来临。业内人士表示金属对信号屏蔽强，预计5G时代陶瓷和玻璃将成为终端结构件主流。行业公司在5G启动前期纷纷加大氧化锆结构件投资，项目投产后将大幅提振高端氧化锆需求。深入了解一下这个可以把我们带入5G时代的关键性材料：纳米复合二氧化锆。

纳米复合氧化锆概述

二氧化锆是一种具有高熔点(～2700℃)和高沸点、导热系数小、热膨胀系数大、耐高温、耐磨性好、抗蚀性能优良的金属氧化物材料。纳米级二氧化锆粉体材料因具有纳米特性而有许多重要的用途。用纳米氧化锆制造的精细陶瓷在不同条件下具有某些独特的性能,如常温下为绝缘体,高温下则具有导电性、敏感特性、增韧性等。

氧化锆在不同条件下有三种不同的晶型存在：立方相(c-ZrO₂)，密度6.27g/cm³，四方相(t-ZrO₂)，密度6.10 g/cm³和单斜相(m-ZrO₂)，密度5.65 g/cm³。以上3种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化。它们分别在2643 K以上、1443~2643 K之间和小于1443 K 温度范围内稳定。

其相互间的转化关系如下：

天然ZrO₂和用化学法得到的纯ZrO₂属于单斜晶系。单斜晶型与四方晶型之间的转变伴随有7% 左右的体积变化。加热时由单斜ZrO₂转变为四方ZrO₂，体积收缩，冷却时由四方ZrO₂转变为单斜ZrO₂，体积膨胀。但这种收缩与膨胀并不发生在同一温度，前者约在 1200℃，后者约在 1000℃。由于晶形的转变产生体积变化，会造成开裂，因此单纯的ZrO₂没有多大的工程价值。因此，实际中广泛应用的氧化锆材料一般是添加适当稳定剂，如Y₂O₃、MgO、CaO、CeO₂、I₂O₃等其他稀土氧化物制备的复合氧化锆。稳定剂的添加可以降低c-ZrO₂向t-ZrO₂转变与t-ZrO₂向m-ZrO₂的相变温度，使高温稳定的c-ZrO₂和t-ZrO₂相也能在室温下稳定或亚稳定存在，形成无异常膨胀、收缩的立方、四方晶型的稳定氧化锆（FSZ）和部分稳定氧化锆（PSZ）。最常见的是钇稳定氧化锆。

二氧化锆产业链