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納米氧化鋯相變增韌結構陶瓷和功能陶瓷

 納米氧化鋯相變增韌結構陶瓷和功能陶瓷

 

   納米氧化鋯有三種晶體形態:單斜、四方、立方晶相。

   常溫下氧化鋯只以單斜相出現,1170℃以下穩定的結晶形態為單斜氧化,1170-2300℃為四方晶相,2300℃至熔融狀態前為立方晶相。

   由于在單斜相向四方相轉變的時候會產生較大的體積變化,冷卻的時候又會向相反的方向發生較大的體積變化,容易造成產品的開裂,限制了純氧化鋯在高溫領域的應用。但是添加穩定劑以后,四方相可以在常溫下穩定。

   納米氧化鋯的化學穩定是通過添加合適的穩定劑實現的,就是在氧化鋯中添加一定量的其他氧化物,它們能與氧化鋯高溫下生成固溶體,從而使氧化鋯的高溫相能在低溫下穩定存在。 常用的穩定劑有CaO,MgO,Y2O3CeO2等。Y2O3全穩定ZRO2的加入量為11-14wt%,大大拓展了氧化鋯的應用范圍。

   宣城晶瑞用來做穩定劑的原料主要是氧化釔。使用溫度范圍大,電性能穩定。

   一般工業上用的氧化鋯陶瓷結構件、含氧化鋯的結構陶瓷都是用的部分穩定氧化鋯,主要利用其相變特性,相變增韌。全穩定的一般用作熱電偶套管,固體電解質,燃料電池等。相變增韌納米氧化鋯陶瓷是一種新型結構陶瓷,其主要是利用氧化鋯相變特性來提高陶瓷材料的斷裂韌性和抗彎強度,使其具有優良的力學性能,低的導熱系數和良好的抗熱震性。它還可以用來顯著提高脆性材料的韌性和強度,是復合材料和復合陶瓷中重要的增韌劑。近十年來,具有各種性能的氧化鋯陶瓷和以氧化鋯為相變增韌物質的復合陶瓷迅速發展,在工業和科學技術的許多領域獲得了日益廣泛的應用。與此同時,有關氧化鋯相變的研究也受到了學術界的普遍重視,在固態相變研究領域中占據了僅次于金屬的重要地位。

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