氧化锆陶瓷的相变过程介绍

氧化锆陶瓷具有许多优良特性，但氧化锆是由一系列的原子组成的，下面科众陶瓷厂带大家了解下氧化锆的相变过程。

而氧化锆的相转变特性，则是氧化锆能被应用作结构陶瓷加工和陶瓷精密零件的理论依据。

一、氧化锆的相变过程

氧化锆是一个多相体系，受温度的影响历经三个相系：单斜、四方和立方，但又是可逆的相转变过程，常温下只有单斜相稳定。

升温收缩，降温膨胀

升温时ZrO2由单斜向四方转化，吸收热量，有明显的体积收缩（5%），而降温时（四方向单斜转化）产生体积膨胀（8%），这是造成ZrO2陶瓷的龟裂的原因。

三种氧化锆晶型

升温过程，冷却过程

升温时ZrO2由单斜向四方转化，由于吸收热量，有明显的体积收缩（5%），而降温时（四方向单斜转化）产生体积膨胀（8%），这是造成ZrO2陶瓷的龟裂的原因。ZrO2由单斜开始向四方相转化，转化温度通常在1100～1200℃之间（1163℃）。

但在冷却时，t-ZrO2转变为m-ZrO2时由于m-ZrO2新相晶核形成困难，因而转变温度在850～1000℃之间（930℃），这个转变是一个非热过程，说明ZrO2在晶相转变时会出现温度滞后现象（在一个温度范围内进行）。

二、氧化锆的晶型稳定剂

纯氧化锆在常温下是只有单斜相，为了获得其他室温稳定相系，需在ZrO2中添加某些氧化物作为晶型稳定剂，如：Y2O3、CaO、Al2O3、CeO2、MgO、Sc2O3等，使氧化锆的四方晶型或立方晶型稳定至室温下。

氧化锆常用晶型稳定剂-稀土氧化物

这些氧化物能与ZrO2形成固溶体或复合体，可改变晶体内部结构，添加的氧化物可填充ZrO2中晶格缺陷，抑制ZrO2晶型的扭转，起到稳定的作用，可在常温形成亚稳的四方相或立方相。