氧化鋯陶瓷的相變過程介紹

氧化鋯陶瓷具有許多優良特性，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。

而氧化鋯的相轉變特性，則是氧化鋯能被應用作結構陶瓷加工和陶瓷精密零件的理論依據。

一、氧化鋯的相變過程

氧化鋯是一個多相體系，受溫度的影響歷經三個相系：單斜、四方和立方，但又是可逆的相轉變過程，常溫下只有單斜相穩定。

升溫收縮，降溫膨脹

升溫時ZrO2由單斜向四方轉化，吸收熱量，有明顯的體積收縮（5%），而降溫時（四方向單斜轉化）產生體積膨脹（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ZrO2由單斜向四方轉化，由于吸收熱量，有明顯的體積收縮（5%），而降溫時（四方向單斜轉化）產生體積膨脹（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化，轉化溫度通常在1100～1200℃之間（1163℃）。

但在冷卻時，t-ZrO2轉變為m-ZrO2時由于m-ZrO2新相晶核形成困難，因而轉變溫度在850～1000℃之間（930℃），這個轉變是一個非熱過程，說明ZrO2在晶相轉變時會出現溫度滯后現象（在一個溫度范圍內進行）。

二、氧化鋯的晶型穩定劑

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

氧化鋯常用晶型穩定劑-稀土氧化物

這些氧化物能與ZrO2形成固溶體或復合體，可改變晶體內部結構，添加的氧化物可填充ZrO2中晶格缺陷，抑制ZrO2晶型的扭轉，起到穩定的作用，可在常溫形成亞穩的四方相或立方相。