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(hua)锆是一个多相(xiang)体(ti)系,受温度的影响历经(jing)三个相(xiang)系:单斜(xie)、四方和立方,但又是可(ke)逆(ni)的相(xiang)转变过程,常温下只有单斜(xie)相(xiang)稳(wen)定(ding)。
升温收缩,降温膨胀
升(sheng)温时(shi)ZrO2由单斜(xie)向四方(fang)转化,吸收(shou)热量,有(you)明显(xian)的(de)体积(ji)收(shou)缩(suo)(5%),而降温时(shi)(四方(fang)向单斜(xie)转化)产生体积(ji)膨胀(zhang)(8%),这(zhei)是造成ZrO2陶瓷的(de)龟裂(lie)的(de)原(yuan)因。
三种氧化(hua)锆(gao)晶型
升温过程,冷却过程
升温时ZrO2由单(dan)(dan)斜(xie)向四(si)方转化(hua),由于吸收(shou)(shou)热(re)量,有(you)明(ming)显的(de)体积(ji)收(shou)(shou)缩(5%),而降温时(四(si)方向单(dan)(dan)斜(xie)转化(hua))产生体积(ji)膨胀(8%),这(zhei)是造成ZrO2陶瓷的(de)龟裂的(de)原因。ZrO2由单(dan)(dan)斜(xie)开始向四(si)方相转化(hua),转化(hua)温度通(tong)常(chang)在1100~1200℃之(zhi)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(yang)(yang)化锆在常温(wen)下是只有单斜相,为(wei)了获得其(qi)他室(shi)温(wen)稳(wen)定相系,需在ZrO2中添加某(mou)些氧(yang)(yang)化物作为(wei)晶型(xing)稳(wen)定剂(ji),如:Y2O3、CaO、Al2O3、CeO2、MgO、Sc2O3等,使氧(yang)(yang)化锆的四方(fang)晶型(xing)或立方(fang)晶型(xing)稳(wen)定至室(shi)温(wen)下。
氧(yang)化锆常用晶型(xing)稳定(ding)剂-稀土氧(yang)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。
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本文“氧化锆陶瓷的相变过程介绍”由科众陶瓷编辑整理,修订时间:2022-12-20 10:09:15
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