CN104211114A - 纳米稳定氧化锆粉体的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，首先将可溶性锆盐和稳定剂添加物可溶性金属盐融入去离子水中，待其完全溶解后加入多元羧酸络合剂，并调节pH值，然后加入多元醇交联剂，在水浴中加热，通过酯化反应使溶液转化为胶体；将胶体与分散剂进行浆化，得到能通过泵输送的浆料；将浆料进行雾化、干燥；将干燥物料在氧气作用下充分燃烧，得到纳米稳定氧化锆粉体。产品具有粒径小、粒径分布窄、成分均匀、分散性好、粉体结晶度高、操作简单、流程短等优点。

Description

纳米稳定氧化锆粉体的制备方法

技术领域

本发明涉及纳米材料领域，特别是涉及一种纳米稳定氧化锆粉体的制备方法。

背景技术

稳定氧化锆是在ZrO₂体系中添加某些离子半径与Zr相近、性质相似的稳定剂，如Y₂O₃、CaO、MgO、CeO₂、Sc₂O₃等，它们在ZrO₂中溶解度很大，易形成固溶体，改变晶体内部结构，形成亚稳四方相、四方相或立体相。稳定氧化锆具有较高的氧离子导电性、良好的机械性能、优秀的耐氧化和耐腐蚀性能以及不与电极材料反应等优点。纳米稳定氧化锆是一种新型的高科技材料，作为新型电解质材料在固体氧化物燃料电池、汽车氧传感器、催化薄膜、压电陶瓷、铁电陶瓷以及氧泵等领域得到广泛应用，其超细的晶粒粒度、颗粒的均匀性和合理的成分配比是获得高离子电导性能和良好机械强度固体电解质的关键。

稳定氧化锆纳米粉体的制备一直是纳米材料制备科学中的一个热点。目前，制备氧化锆纳米粉体的方法有共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热法、共沉淀-凝胶法、醇-水溶液法、共沸蒸馏法、微波辅助法、微乳液法等。常用的制备方法如下：

共沉淀法是向含有多种金属阳离子的溶液中加入沉淀剂，使所有金属阳离子同时沉淀的方法。用共沉淀法制备钇稳定氧化锆纳米粉体，一般是向可溶性锆盐和钇盐的混合水溶液中，加入氨水、氢氧化钠、碳酸铵等碱性物质，生成锆和钇的氢氧化物沉淀，再对沉淀物进行洗涤、干燥、焙烧、粉碎，即得超细粉末，该方法虽然具备工艺简单，对设备要求不高，成本低，重复性好，而且可制得各种晶型的氧化物粉体，最小粒径仅为数十纳米，具有易烧结、纯度高的优点，但也存在难以控制各组分均匀沉淀，传统上多采用氨水作为沉淀剂，因而粉体焙烧会造成大气环境污染，工艺流程长，且焙烧后的粉末易团聚，研磨易引入杂质的缺点。

溶胶-凝胶法是最近十几年来逐渐发展起来的用于合成超细粉体的有效方法。其原理是使用烷氧金属或金属盐等前驱物和有机聚合物的共溶剂，使前驱物在含有聚合物的共溶剂中水解、聚合，在一定的条件下，使聚合物在凝胶形成与干燥过程中不发生相分离，即可获得纳米粉体。有人把锆的低价氧化物溶于异丙醇中，同时加入乙醇和硝酸(该过程必须在无水、氮气氛条件下进行，避免出现氢氧化物沉淀)，然后加入醋酸钇的异丙醇-硝酸溶液，目的是以控制其水或醇解速率，从而得到稳定的溶胶，溶胶再转变为凝胶，获得的凝胶经干燥、煅烧后即可得到钇稳定氧化锆纳米粉末。此方法的煅烧温度比传统方法低400～500℃，且通过工艺条件的控制可制备出粒径小、颗粒尺寸分布范围窄、粉体纯度高、成分均匀、活性大的单一或复合氧化物纳米粉体，复合粉体各组分分布的均匀性可达分子级别。该方法缺点有生产能力小、原料成本高且对健康有害，处理过程的时间较长，凝胶形成及过滤、洗涤过程不易控制，粉体产率低、团聚严重、杂质难于清除，不利于该方法的工业化生产。

水热法是通过高压釜中一定水热条件下的化学反应，实现原子、分子级的晶核形成和晶粒长大。日本新技术事业团于1992年在世界上首次使用水热法批量生产出超细微粒氧化锆。采用水热法制备氧化锆粉体有很多途径，主要有：水热沉淀、水热结晶、水热氧化、水热合成、水热分解、水热阳极氧化、水热脱水等。水热法的最大优点是可以直接从200℃左右的水介质中得到结晶氧化物，避免了高温煅烧工艺，可有效的防止粉体团聚。水热法制备的粉体颗粒呈球状或短柱状、晶粒发育完整、粒径很小且分布均匀，团聚程度少、烧结性能好，省去了高温煅烧和球磨，从而避免了杂质和结构缺陷。但是这种方法的缺点是设备复杂昂贵，反应周期长，条件较苛刻，难于实现大规模工业化生产。

微乳液法指的是在表面活性剂以胶束或单体形态分散在有机相中形成的均匀稳定的溶液体系，加入水或水溶液形成油包水胶束微水核颗粒，在微乳微水核内使金属盐发生沉淀，颗粒长大将受微水核自身结构及其内部金属盐含量的限制，同时颗粒表面吸附的表面活性剂分子或有机溶剂分子也将阻止颗粒团聚和长大。方小龙以十六烷基三甲基溴化铵与正己醇溶液为油相、锆盐水溶液为水相，成功制备出钇稳定氧化锆粉体。近年来，微乳液法已获得人们的广泛重视，因为该方法不仅实验装置简单、操作容易、制备的粉体分散性能好，而且由于微乳液结构对颗粒长大的限制，所以可以人为控制颗粒的粒径大小，使粒度分布窄。该方法制得的颗粒为球形，在超细粉体尤其是纳米粉体的制备方面有其他化学方法无可比拟的优点，但同时存在生产过程复杂，成本较高的缺点。

喷雾热分解法是将锆盐和稳定剂的混合盐溶液在高速下喷入高温的气氛中，分散成无数细小的液滴，液滴在高温下快速脱水变小，最终热分解成稳定的二氧化锆粉体。在喷雾热分解过程中，由于温度梯度和在旋转内应力作用下，会使获得粉体开裂破碎，所以制得的粉体是疏松、比表面积大、细小的球状颗粒。喷雾热分解法是近年来工业上广泛用于制备亚微稳定二氧化锆(＞0.5μm)的新技术，可在低温下合成复杂氧化物。喷雾热分解法作为一种气溶胶工艺，集成了传统粉体制备方法的诸多优点，产品具有分散性好、粉体结晶度高、操作简单、流程短等优点。

发明内容

本发明的目的在于通过对现有技术的改进，提出一种纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，能够制备得到性能良好的纳米稳定氧化锆粉体。

在本发明中，为了发展一种高效的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，我们在现有的喷雾热分解法的基础上，发展和完善了一种新的制备纳米稳定氧化锆粉体的方法——胶体喷雾热分解法，即首先将配置好的金属盐溶液通过有机酸醇的酯化反应转化成胶体，再将加入分散剂的胶体制备成流体浆料，浆料经雾化干燥后，在通过燃烧室时，高温和少量氧气使干胶体颗粒中有机物和已汽化的有机溶剂剧烈燃烧，金属盐经高温分解生成纳米氧化锆粉体。

本发明以锆和稳定剂元素，如钇、钙、镁等的可溶性无机盐为原料，通过配置成水溶液，再加入多元羧酸络合剂和多元醇交联剂，通过酯化反应使溶液转化为胶体，再将胶体与分散剂混合制成浆料，经雾化干燥后经高温燃烧分解制得纳米稳定氧化锆粉体。具体步骤如下：

(1)将称好的锆盐和稳定剂添加物融入去离子水中，待其完全溶解后加入多元羧酸络合剂，并调节pH值，然后加入多元醇交联剂，在水浴中加热，通过酯化反应使溶液转化为胶体；

(2)将胶体与分散剂进行浆化，得到能通过泵输送的浆料；

(3)将步骤(2)得到的浆料进行雾化、干燥；

(4)将步骤(3)得到的干燥物料在氧气作用下充分燃烧，得到纳米稳定氧化锆粉体。

在步骤(1)中，所述的锆盐为锆的可溶性无机盐，如硝酸锆、硝酸氧锆、氯氧锆、氯化锆等；所述的稳定剂添加物为钇、钙、镁等的可溶性无机盐中的一种或多种，如可溶性钇盐中的一种、可溶性铈盐中的一种、可溶性铋盐中的一种、硝酸钪、硝酸钙、硝酸镁或二种以上的混合盐；可溶性钇盐为硝酸钇、氯化钇；可溶性铈盐为硝酸铈、氯化铈；可溶性铋盐为硝酸铋、氯化铋；所述的多元羧酸络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、甘氨酸、酒石酸、氨基酸、草酸、苹果酸、氨基三乙酸、二羟乙基甘氨酸等；所述的多元醇交联剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇等；所述调节pH值是用氨水、碳酸铵或尿素等碱性物质调节pH值至3～10；所述的酯化反应温度为60～90℃，时间为0.5～2h。

在步骤(2)中，所述的分散剂为白油、酒精、煤油、聚乙二醇、聚乙烯醇等的一种或多种；所述的胶体和分散剂的体积比为100:1～10；所述浆化操作是于浆化器中完成的，所得浆料中胶体颗粒尺寸小于3mm。

所述的浆化器由搅拌筒和浆化槽两部分组成。搅拌筒的作用是通过搅拌器搅拌和推动胶体通过破碎装置(例如刀网、丝网)使其破碎，同时使破碎的胶体与分散剂混合均匀，混合好的物料由出料口进入浆化槽；浆化槽的作用是使进入的物料在多组挤压螺杆的作用下进一步破碎，最后从浆化槽壁孔排出。

较佳的，该浆化器上方设有进料口，供胶体和分散剂进入；浆化器包括搅拌筒和浆化槽，搅拌筒包括搅拌器和多个破碎装置，搅拌器包括搅拌轴和多个搅拌桨，多个搅拌桨沿轴向等间距设于搅拌轴上，每两个搅拌桨之间设有破碎装置，破碎装置穿过搅拌轴且固接浆化器的内壁；浆化槽与搅拌筒连通并位于其下方，内设有多组螺杆，用以进一步挤压破碎物料；浆化槽的槽壁上设有多个孔，供浆料流出；其中，该破碎装置为刀网或丝网。更佳的，该浆化槽为锥形结构，其锥形槽壁为孔径0.1～3mm孔板制成,其孔间距为0.1～100mm，可保证浆化后的物料直径小于3mm。浆化器材质为不锈钢，与物料接触表面均衬聚四氟乙烯。

在步骤(3)中，所述的浆料由压力泵输送至雾化器；所述的雾化器为高压空气雾化器；所述的高压空气为冷空气，压力为1～10MPa；所述的干燥塔由高温空气加热，温度控制在200～350℃；干燥时间为0.1～30s。

在步骤(4)中，干燥物料的燃烧是在燃烧室中进行的，该燃烧室包括加热区和高温区，干燥物料进入燃烧室的加热区后被迅速引燃，在高温区，在氧气的作用下充分燃烧反应。更佳的，所述的加热区温度为400～800℃；所述的氧气由高温区壁气孔导入，氧气压力1.6～3.0MPa；所述的高温区工作时的温度最高可达1200℃。

更佳的，所述的燃烧室主体为耐高温陶瓷，外壳由碳钢制成，以支撑整个炉体。加热区内装发热电阻丝；高温区陶瓷壁圆周均布有直径5mm的气孔，通过1.6～3.0MPa的压力导入氧气，进入高温区的物料在氧气作用下剧烈燃烧，温度最高可达1200℃。燃烧室中陶瓷结构件由承受1200℃以上高温的材料制成，如氧化锆、石英砂等。

胶体的作用是利用其中金属离子的高度弥散性，确保生产的氧化锆颗粒处于纳米范围内。因此，将喷雾热分解法中的溶液转化为胶体作为前驱体，产物除具有分散性好、结晶度高外，还可以保证粒径处于纳米级别，多组分产物同时具有较好的均匀性。

要将胶体取代溶液作为前驱体首先必须将胶体转变为流动浆料，该浆料可通过压力泵连续输送至雾化器，并且能够被雾化器雾化成细小颗粒，达到快速干燥的目的。干燥后的产物能够充分燃烧，在较短的时间内分解得到粉体。我们通过向胶体中加入分散剂，利用浆化器成功将胶体制成流体浆料，浆料由无数被分散剂包裹的细小胶体(≤3mm)组成，可通过管道由高压泵连续不断地输送至雾化器雾化成无数细小颗粒。由于胶体具有一定的粘度，且高温时粘度会增加，因此应采用高压冷空气雾化。干燥后的颗粒中含有大量的有机物，其燃点较低，点燃后通入少量氧气，便可使燃烧室温度升至1000℃左右，因此，燃烧室在通入氧气的情况下，便可以使金属盐完全分解，得到纳米氧化锆粉体。

本方法与现有方法相比较，取得了实质性的进步和显著的优点：本发明发展和完善了一种新的制备方法——胶体雾化热分解法，使用胶体代替溶液作为前驱体，使粉体颗粒大小不再受液滴的影响，均处于纳米范围内，可直接获得产物，产品具有粒径小、粒径分布窄、成分均匀、分散性好、粉体结晶度高、操作简单、流程短等优点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例中纳米稳定氧化锆粉体的制备流程和设备示意图。

图2为本发明一实施例中浆化器的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

一实施例中，请参阅图1和图2所示，制备纳米稳定氧化锆粉体的设备包括浆化器1、雾化器2、干燥塔3、燃烧室4、旋风分离器5和空气净化器6；雾化器2位于干燥塔3上方，燃烧室4位于干燥塔3下方，且雾化器2与干燥塔3上方连通，燃烧室4与干燥塔下方连通；浆化器1下端与雾化器2顶端连接，燃烧室4下部设有第一料桶81，燃烧室4一侧部借由管道连接旋风分离器5的进气口51，旋风分离器5的出气口连接空气净化器6，且旋风分离器5的下端设有第二料桶82；雾化器2具有高压空气进气口21、干燥塔3具有高温空气进气口31、燃烧室4具有氧气进气口41。为输送物料，浆化器1与雾化器2之间设有泵7。

浆化器1上方设有进料口10，供胶体和分散剂进入；浆化器1包括搅拌筒11和浆化槽12，搅拌筒11包括搅拌器111和多个刀网112，搅拌器包括搅拌轴1111和多个搅拌桨1112，多个搅拌桨1112沿轴向等间距设于搅拌轴1111上，每两个搅拌桨1112之间设有刀网112，刀网112穿过搅拌轴1111且固接浆化器1的内壁；刀网112是由多个刀片组装而成，其沿两个或以上方向交错排列组装，网孔尺寸0.1～20mm；搅拌桨1112和刀网112的数量及刀网的排列组装方式、网孔尺寸可根据实际生产情况灵活选择设置；搅拌筒11的作用是通过搅拌器111搅拌和推动胶体通过刀网112使其破碎，同时使破碎的胶体与分散剂混合均匀，混合好的物料由搅拌筒11下方的出料口进入浆化槽12；浆化槽12与搅拌筒11连通并位于其下方，内设有多组挤压螺杆121，其组数和设置方式可根据实际生产情况灵活选择，较佳的，其设置方式为两两间间隙小至不影响两两间转动的方式设置，在本实施例中，设有三组挤压螺杆；浆化槽12的槽壁上密布圆孔，孔间距0.1～100mm(图未示)，本实施例中，浆化槽12为锥形结构，其锥形槽壁为孔径0.1～3mm孔板制成，可保证浆化后的物料直径小于3mm；浆化槽12的作用是使进入的物料在三组螺杆121的作用下进一步破碎，最后从锥形槽壁孔排出，锥形槽壁为孔径0.1～3mm孔板制成，可保证浆化后的物料直径小于3mm。另外，浆化器材质为不锈钢，与物料接触表面均衬聚四氟乙烯。

在其他实施例中，上述刀网112也可由丝网代替，该丝网即为由多根铁(也可为本领域技术人员知晓的其他材质，例如铜、铝、不锈钢等)丝交织而成，网孔尺寸0.1～20mm。

燃烧室4包括加热区和高温区(图未示)，加热区内装发热电阻丝；高温区陶瓷壁圆周均布有直径5mm的气孔，导入氧气。

燃烧室外壳为钢材，内衬陶瓷，加热区可加热至800℃，高温区陶瓷壁圆周均布气孔，当干物料通过入料口进入加热区后，由于温度远超其燃点，便会立即燃烧，当在高温区遇到气孔排出的氧气时更会剧烈燃烧，使高温区温度升至1000℃以上，足以保证物料中的有机物和金属盐完全反应。产生的纳米氧化锆粉体大部分进入料桶，少量随空气进入旋风分离器。

以下实施例是在如上所述设备中完成的(第一料桶81和第二料桶82统称为“料桶”)。

实施例1：

(1)将称好的硝酸锆和硝酸钇融入去离子水中，待其完全溶解后加入柠檬酸，并加入氨水调节pH值至5，然后加入乙二醇，在水浴中加热至70℃，经1h酯化反应使溶液转化为胶体。

(2)将胶体与煤油按体积比100:5加入浆化器1中，通过浆化器将物料制成流体浆料。

(3)将步骤(2)得到的浆料通过压力泵7输送至雾化器2，利用6MPa的高压空气雾化，再经干燥塔3中的300℃高温空气作用，干燥成细小的干物料，干燥时间0.1s。

(4)步骤(3)中的物料通过燃烧室4进料口进入温度为700℃的加热区，快速燃烧，在高温区氧气(输氧压力2MPa)的作用下，剧烈燃烧。产生的粉体由料桶81、82收集，空气通过旋风分离器5分离和冷却，经尾气处理器6处理后由排风机9排出。获得的粉体为氧化钇稳定氧化锆纳米粉体，颗粒呈球状，平均粒度为120nm。

实施例2：

(1)将称好的硝酸锆和硝酸镁融入去离子水中，待其完全溶解后加入甘氨酸，并加入氨水调节pH值至6，然后加入乙二醇，在水浴中加热至80℃，经0.5h酯化反应使溶液转化为胶体。

(2)将胶体与白油、酒精按体积比100:3加入浆化器1中，通过浆化器将物料制成流体浆料。

(3)将步骤(2)得到的浆料通过压力泵7输送至雾化器2，利用10MPa高压空气雾化，再经干燥塔3中的300℃高温空气作用，干燥成细小的干物料，干燥时间5s。

(4)步骤(3)中的物料通过燃烧室4进料口进入温度为600℃的加热区，快速燃烧，在高温区氧气(输氧压力3MPa)的作用下，剧烈燃烧。产生的粉体由料桶81、82收集，空气通过旋风分离器5分离和冷却，经尾气处理器6处理后由排风机9排出。获得的粉体为氧化镁稳定氧化锆纳米粉体，颗粒呈球状，平均粒度为56nm。

实施例3：

(1)将称好的氯氧锆和氯化钇、氯化铈融入去离子水中，待其完全溶解后加入乙二胺四乙酸、氨基酸，并加入氨水调节pH值至8，然后加入丁二醇，在水浴中加热至80℃，经1.5h酯化反应使溶液转化为胶体。

(2)将胶体与酒精、聚乙二醇按体积比100:6加入浆化器1中，通过浆化器将物料制成流体浆料。

(3)将步骤(2)得到的浆料通过压力泵7输送至雾化器2，利用8MPa高压空气雾化，再经干燥塔3中的250℃高温空气作用，干燥成细小的干物料，干燥时间30s。

(4)步骤(3)中的物料通过燃烧室4进料口进入温度为650℃的加热区，快速燃烧，在高温区氧气(输氧压力2.5MPa)的作用下，剧烈燃烧。产生的粉体由料桶81、82收集，空气通过旋风分离器5分离和冷却，经尾气处理器6处理后由排风机9排出。获得的粉体为氧化钇铈稳定氧化锆纳米粉体，颗粒呈球状，平均粒度为80nm。

实施例4：

(1)将称好的氯氧锆、氯化钇、氯化铋融入去离子水中，待其完全溶解后加入柠檬酸、氨基酸，并加入氨水调节pH值至5，然后加入乙二醇，在水浴中加热至90℃，经0.5h酯化反应使溶液转化为胶体。

(2)将胶体与白油、煤油按体积比100:6加入浆化器1中，通过浆化器将物料制成流体浆料。

(3)将步骤(2)得到的浆料通过压力泵7输送至雾化器2，利用1MPa高压空气雾化，再经干燥塔3中的300℃高温空气作用，干燥成细小的干物料，干燥时间20s。

(4)步骤(3)中的物料通过燃烧室4进料口进入温度为600℃的加热区，快速燃烧，在高温区氧气(输氧压力2.5MPa)的作用下，剧烈燃烧。产生的粉体由料桶81、82收集，空气通过旋风分离器5分离和冷却，经尾气处理器6处理后由排风机9排出。获得的粉体为氧化钇铈稳定氧化锆纳米粉体，颗粒呈球状，平均粒度为75nm。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

A.将可溶性锆盐和稳定剂添加物可溶性金属盐融入去离子水中，待其完全溶解后加入多元羧酸络合剂，并调节pH值，然后加入多元醇交联剂，在水浴中加热，通过酯化反应使溶液转化为胶体；

B.将胶体与分散剂进行浆化，得到能通过泵输送的浆料；

C.将步骤B得到的浆料进行雾化、干燥；

D.将步骤C得到的干燥物料在氧气作用下充分燃烧，得到纳米稳定氧化锆粉体。

2.如权利要求1所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于所述可溶性锆盐为硝酸锆、硝酸氧锆、氯氧锆或氯化锆；所述稳定剂添加物为可溶性钇盐中的一种、可溶性铈盐中的一种、可溶性铋盐中的一种、硝酸钪、硝酸钙、硝酸镁或二种以上的混合盐；可溶性钇盐为硝酸钇、氯化钇；可溶性铈盐为硝酸铈、氯化铈；可溶性铋盐为硝酸铋、氯化铋；所述多元羧酸络合剂为乙二胺四乙酸、柠檬酸、甘氨酸、酒石酸、氨基酸、草酸、苹果酸、氨基三乙酸、二羟乙基甘氨酸或其二种以上混合；所述多元醇交联剂为乙二醇、丙二醇、丁二醇、丙三醇、季戊四醇或其二种以上混合；所述分散剂为白油、酒精、煤油、聚乙二醇或其二种以上混合。

3.如权利要求1或2所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于步骤B中胶体和分散剂的体积比为100:1～10；所得浆料中胶体颗粒尺寸小于3mm。

4.如权利要求1所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于调节pH值为3～10；酯化反应温度为60～90℃，时间为0.5～2h。

5.如权利要求4所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于用氨水、碳酸铵或尿素调节pH值。

6.如权利要求1所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于步骤B中是于浆化器中进行浆化制成流体浆料；

该浆化器上方设有进料口，供胶体和分散剂进入；浆化器包括搅拌筒和浆化槽，搅拌筒包括搅拌器和多个破碎装置，搅拌器包括搅拌轴和多个搅拌桨，多个搅拌桨沿轴向等间距设于搅拌轴上，每两个搅拌桨之间设有破碎装置，破碎装置穿过搅拌轴且固接浆化器的内壁；浆化槽与搅拌筒连通并位于其下方，内设有多组螺杆，用以进一步挤压破碎物料；浆化槽的槽壁上设有多个孔，供浆料流出；其中，该破碎装置为刀网或丝网。

7.如权利要求6所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于浆化槽为锥形结构，其锥形槽壁为孔径0.1～3mm孔板制成,其孔间距为0.1～100mm；所述刀网或丝网的网孔尺寸为0.1～20mm。

8.如权利要求1所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于步骤C中是于高压空气雾化器中进行雾化，高压空气为冷空气，压力为1～10MPa；于干燥塔内进行干燥，由干燥塔内的高温空气加热干燥，温度控制在200～350℃，干燥时间为0.1～30S。

9.如权利要求1或2所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于步骤D中干燥物料的燃烧是在燃烧室中进行的，该燃烧室包括加热区和高温区，干燥物料进入燃烧室的加热区后被迅速引燃，在高温区，在氧气的作用下充分燃烧反应。

10.如权利要求9所述的纳米稳定氧化锆粉体的制备方法，其特征在于该加热区温度为400～800℃；氧气由高温区壁气孔导入，氧气压力为1.6～3.0MPa；高温区工作时的温度为500～1200℃。