Recent advances in supercritical hydrothermal preparation and modification of nano-zirconia
Year: 2025
Type: article
Abstract: 纳米氧化锆具有优异的机械性能（断裂韧性和强度）、热稳定性（低导热性和匹配的热膨胀系数）以及化学催化潜力，被广泛应用于结构陶瓷和热障涂层等前沿领域。传统纳米材料合成技术反应速率慢、工艺复杂且耗时，并需要煅烧除杂，因此亟需一种工艺简单、反应速率快且成本低的制备方法。超临界水热合成（supercritical hydrothermal synthesis, SCHS）技术凭借其绿色高效的优势，为纳米氧化锆的可控制备提供了新途径。本文首先介绍了纳米氧化锆的结构和性能之间的关联，并归纳总结了超临界水热合成氧化锆过程中的流动传热和结晶生长规律，进而深入剖析了合成纳米氧化锆材料过程中的关键功能化策略，即表面改性和离子掺杂。同时，本文对于迅速发展的超临界水热合成技术产业化做出了评价，并强调了由西安交通大学建成的国内首套最大雷诺数的超临界水热合成纳米氧化锆工业示范装置成果。最后，本文从核心设备突破、合成工艺优化和产业化三个维度进行了建议与展望。超临界水热合成技术通过反应器设计优化与多尺度调控，解决了纳米氧化锆规模化生产中的传质不均与能耗瓶颈，为制备高性能纳米氧化锆原材料提供了工业化路径。未来，该技术还需进一步攻克表面改性剂与超临界条件的兼容性及大型装置能效优化等问题。
Authors: Lu Liu, Shuzhong Wang, Baoquan Zhang, Xuetao Deng, Wenjin Zhang, Hui Liu, Hui Liu
Language: English
Subfield: Biomedical Engineering
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: bronze
OpenAlex ID: W4416984400