纳米氧化锆相变增韧结构陶瓷和功能陶瓷

jrnano

      纳米氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。

   常温下氧化锆只以单斜相出现，1170℃以下稳定的结晶形态为单斜氧化，1170-2300℃为四方晶相，2300℃至熔融状态前为立方晶相。

   由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳定。

   纳米氧化锆的化学稳定是通过添加合适的稳定剂实现的，就是在氧化锆中添加一定量的其他氧化物，它们能与氧化锆高温下生成固溶体，从而使氧化锆的高温相能在低温下稳定存在。 常用的稳定剂有CaO,MgO,Y2O3和CeO2等。Y2O3全稳定ZRO2的加入量为11-14wt%，大大拓展了氧化锆的应用范围。

   宣城晶瑞用来做稳定剂的原料主要是氧化钇。使用温度范围大，电性能稳定。

   一般工业上用的氧化锆陶瓷结构件、含氧化锆的结构陶瓷都是用的部分稳定氧化锆，主要利用其相变特性，相变增韧。全稳定的一般用作热电偶套管，固体电解质，燃料电池等。相变增韧纳米氧化锆陶瓷是一种极有发展前途的新型结构陶瓷,其主要是利用氧化锆相变特性来提高陶瓷材料的断裂韧性和抗弯强度,使其具有优良的力学性能,低的导热系数和良好的抗热震性。它还可以用来显著提高脆性材料的韧性和强度,是复合材料和复合陶瓷中重要的增韧剂。近十年来,具有各种性能的氧化锆陶瓷和以氧化锆为相变增韧物质的复合陶瓷迅速发展,在工业和科学技术的许多领域获得了日益广泛的应用。与此同时,有关氧化锆相变的研究也受到了学术界的普遍重视,在固态相变研究领域中占据了仅次于金属的重要地位。

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