氧化鋯陶瓷的相變過程介紹

氧化鋯陶瓷具有許多優(yōu)良特性，但氧化鋯是由一系列的原子組成的，下面科眾陶瓷廠帶大家了解下氧化鋯的相變過程。

而氧化鋯的相轉(zhuǎn)變特性，則是氧化鋯能被應(yīng)用作結(jié)構(gòu)陶瓷加工和陶瓷精密零件的理論依據(jù)。

一、氧化鋯的相變過程

氧化鋯是一個(gè)多相體系，受溫度的影響歷經(jīng)三個(gè)相系：單斜、四方和立方，但又是可逆的相轉(zhuǎn)變過程，常溫下只有單斜相穩(wěn)定。

升溫收縮，降溫膨脹

升溫時(shí)ZrO2由單斜向四方轉(zhuǎn)化，吸收熱量，有明顯的體積收縮（5%），而降溫時(shí)（四方向單斜轉(zhuǎn)化）產(chǎn)生體積膨脹（8%），這是造成ZrO2陶瓷的龜裂的原因。

三種氧化鋯晶型

升溫過程，冷卻過程

升溫時(shí)ZrO2由單斜向四方轉(zhuǎn)化，由于吸收熱量，有明顯的體積收縮（5%），而降溫時(shí)（四方向單斜轉(zhuǎn)化）產(chǎn)生體積膨脹（8%），這是造成ZrO2陶瓷的龜裂的原因。ZrO2由單斜開始向四方相轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化溫度通常在1100～1200℃之間（1163℃）。

但在冷卻時(shí)，t-ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)閙-ZrO2時(shí)由于m-ZrO2新相晶核形成困難，因而轉(zhuǎn)變溫度在850～1000℃之間（930℃），這個(gè)轉(zhuǎn)變是一個(gè)非熱過程，說明ZrO2在晶相轉(zhuǎn)變時(shí)會(huì)出現(xiàn)溫度滯后現(xiàn)象（在一個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行）。

二、氧化鋯的晶型穩(wěn)定劑

純氧化鋯在常溫下是只有單斜相，為了獲得其他室溫穩(wěn)定相系，需在ZrO2中添加某些氧化物作為晶型穩(wěn)定劑，如：Y2O3、CaO、Al2O3、CeO2、MgO、Sc2O3等，使氧化鋯的四方晶型或立方晶型穩(wěn)定至室溫下。

氧化鋯常用晶型穩(wěn)定劑-稀土氧化物

這些氧化物能與ZrO2形成固溶體或復(fù)合體，可改變晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，添加的氧化物可填充ZrO2中晶格缺陷，抑制ZrO2晶型的扭轉(zhuǎn)，起到穩(wěn)定的作用，可在常溫形成亞穩(wěn)的四方相或立方相。