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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。

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。
 


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本文“氧化鋯陶瓷的相變過程介紹”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-20 10:09:15
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