氧化锆陶瓷钇稳定氧化锆
氧化锆陶瓷，又称氧化锆陶瓷材料，是一种高性能陶瓷材料。氧化锆
陶瓷具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性、高绝缘性、高温
稳定性等优点，在各种工业领域都有着广泛的应用。其中，钇稳定氧
化锆更是氧化锆陶瓷中的一款特殊的陶瓷材料。
钇稳定氧化锆的生产工艺与氧化锆陶瓷材料相似，只是在材料制备过
程中，加入了适量的钇元素。经过高温烧结处理，就能得到钇稳定氧
化锆。
相较于普通氧化锆陶瓷，钇稳定氧化锆具有更加优异的物理化学性能。其主要特点如下：
1.更高的机械强度：钇稳定氧化锆的断裂韧性高，能承受更高的机械强度。
2.更好的抗磨性：钇稳定氧化锆的硬度比氧化锆要高，且粒径明显细小，因此表现出更好的抗磨性能。
3.更优越的抗氧化性：氧化锆材料容易受到氧化作用的影响，而钇稳定氧化锆则能够有效地抵抗氧化。
4.更高的耐腐蚀性：钇稳定氧化锆不仅具有普通氧化锆的优良耐腐蚀性能，还具有更好的对水和酸碱性溶液的抗腐蚀性。
5.更佳的电气性能：钇稳定氧化锆不仅具有库仑摩擦系数低、介电强度高、体积电阻率大等电气性能，还具有良好的电子放射能力，被广泛用于医疗领域。
由于其卓越的物理化学性能，钇稳定氧化锆在工业领域的应用前景十分广阔。例如，钇稳定氧化锆可以用于制造高温炉具、陶瓷转子、送气管道、耐腐蚀泵、医疗器械等产品。此外，钇稳定氧化锆还可以用于涂层、薄膜等功能性表面处理中。
总之，钇稳定氧化锆作为氧化锆陶瓷材料的一种，具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性、高绝缘性、高温稳定性、电气性能等诸多优点，被广泛应用于工业领域。同时，由于其优越的性能，在今后的发展中也有着广阔的应用前景。
氧化锆制备技术的研究现状与进展张铭媛1, 2，康娟雪1, 2，普婧1, 2，黄秀兰1, 2，段利平1, 2，彭金辉1, 2, 3，陈菓1, 2, 3, * （1.云南省高校民族地区资源清洁转化重点实验室，云南民族大学，云南昆明650500；2.云南省跨境民族地区生物质资源清洁利用国际联合研究中心，云南民族大学，云南昆明650500；3. 非常规冶金教育部重点实验室，昆明理工大学，云南昆明650093） 摘要：氧化锆被广泛用作高温、负载及侵蚀性介质条件下的抗磨损结构构件，对工业生产具有重要意义。现今生产氧化锆的稳定化制备工艺较多，现对几种常见的制备氧化锆的生产技术进行了介绍，并分析了这些制备技术的优势，化学法制备出的氧化锆粒径分布均匀且方法简单易行。溶胶-凝胶法生产的氧化锆粒径小、单分散性能优异。水热法生产出的氧化锆粒径小、纯度高。电熔法生产的氧化锆杂质含量低，致密度高且生产工艺简单。微波热处理制备的氧化锆反应时间短、升温速率快、能耗小。氧化锆的多种制备工艺技术使得其性能应用更加的多样化。 关键词:氧化锆；化学法；溶胶-凝胶法；水热法；电熔法；微波热处理 中图分类号：TF841.4文献标识码：A 文章编号： Research status and progress of zirconia preparation technology ZHANG Mingyuan 1, 2, KANG Juanxue 1, 2, PU Jing 1, 2, HUANG Xiulan 1, 2, DUAN Liping 1, 2, CHEN Guo 1, 2, 3, * (1. Key Laboratory of Resource Clean Conversion in Ethnic Regions, Education Department of Yunnan, Yunnan Minzu University, Kunming Yunnan, 650500, China; 2. Joint Research Centre for International Cross-border Ethnic Regions Biomass Clean Utilization in Yunnan, Yunnan Minzu University, Kunming Yunnan, 650500, China; 3. Key Laboratory of Unconventional Metallurgy, Ministry of Education, Kunming University of Science and Technology, Kunming Yunnan, 650093, China)
氧化锆陶瓷钇稳定氧化锆 钇稳定氧化锆（Yttria-Stabilized Zirconia，YSZ）是一种重要的氧化锆陶瓷材料。它由氧化锆（ZrO2）和钇氧化物（Y2O3）按一定比例混合制备而成。氧化锆陶瓷具有很高的熔点、硬度和化学稳定性，而钇稳定氧化锆则在这些性质的基础上还具有更好的稳定性和导电性能。 钇稳定氧化锆的稳定性来源于钇氧化物的引入。钇氧化物在氧化锆晶格中形成固溶体，使晶格结构更稳定。这种稳定性使得钇稳定氧化锆具有较高的抗热震性能和热循环稳定性，能够在高温下长时间使用而不发生晶格破坏。此外，钇稳定氧化锆还具有优异的化学稳定性，能够耐受强酸、强碱等腐蚀介质的侵蚀。 钇稳定氧化锆的导电性能使其在固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell，SOFC）等高温电化学器件中得到广泛应用。由于其晶格中的钇离子部分取代了氧化锆晶格的氧离子，导致氧离子缺陷的形成。这种氧离子缺陷会导致氧离子在晶体中的迁移，从而产生离子导电性。钇稳定氧化锆的高离子导电性使得其成为固体氧化物燃料电池中的电解质材料，能够在高温下将化学能转化为电能。 除了在高温电化学器件中的应用外，钇稳定氧化锆还广泛用于热障涂层、传感器、陶瓷刀具等领域。其高熔点和热稳定性使其成为热障涂层材料的理想选择，能够在高温环境下提供有效的隔热保护。
在传感器中，钇稳定氧化锆的导电性能能够被用来检测气体成分、温度等参数变化。此外，钇稳定氧化锆的高硬度和耐磨性使其成为陶瓷刀具的重要原料，能够在切割、磨削等应用中提供优异的切割效果和耐用性。 钇稳定氧化锆的制备方法有多种，常见的包括固相烧结法、溶胶-凝胶法、等离子体喷涂法等。其中，固相烧结法是最常用的制备方法之一。这种方法首先将氧化锆和钇氧化物粉体按一定比例混合，然后通过高温烧结使粉体颗粒结合成致密块体。溶胶-凝胶法则是通过溶胶-凝胶反应制备钇稳定氧化锆。这种方法可以得到纯度较高、孔隙度较低的材料。等离子体喷涂法则是将粉体材料通过等离子体喷涂技术喷涂到基底上，形成涂层。这种方法制备的钇稳定氧化锆涂层具有较好的附着力和致密性。 钇稳定氧化锆作为一种重要的氧化锆陶瓷材料，具有较好的稳定性和导电性能。它在高温电化学器件、热障涂层、传感器、陶瓷刀具等领域都有广泛应用。随着科学技术的发展，钇稳定氧化锆将会有更多的应用领域和发展前景。
氧化锆陶瓷 一．简介 1.氧化锆的性质： （1）含锆的矿石：斜锆石（ZrO2)，锆英石(ZrO2 ·SiO2)； （2）颜色：白色（高纯ZrO2）；黄色或灰色（含少量杂质的ZrO2），常含二氧化铪杂质；（3）密度：5.65~6.27g/cm3； （4）熔点：2715℃。 （5）氧化锆具有熔点和沸点高、硬度大、常温下为绝缘体、而高温下则具有导电性等优良性质。 2.氧化锆晶型转化和稳定化处理： 在常压下纯ZrO2共有三种晶态：单斜（Monoclinic）氧化锆（m-ZrO2）、四方（Tetragonal）氧化锆（t-ZrO2）和立方（Cubic）氧化锆（c-ZrO2），上述三种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化，如表1。ZrO2四方相与单斜相之间的转变是马氏体相变，由于四方相转变为单斜相时有3~5%的体积膨胀和7~8%的切应变。因此，纯ZrO2制品往往在生产过程（从高温到室温的冷却过程）中会发生t-ZrO2 转变为m-ZrO2的相变并伴随着体积变化而产生裂纹，甚至碎裂，因此无多大的工程价值。但是，当加入适当的稳定剂（如Y2O3,MgO2,CaO,CeO2等）后，可以降低c-ZrO2 t-ZrO2→m-ZrO2的相变温度，使高温稳定的c-ZrO2 和t-ZrO2相也能在室温下稳定或亚稳定存在。当加入的稳定剂足够多时，高温稳定的c-ZrO2可以一直保持到室温不发生相变。进一步研究发现氧化锆发生马氏体相变时伴随着体积和形状的变化，能吸收能量，减缓裂纹尖端应力集中，阻止裂纹的扩展，提高陶瓷韧性。因此氧化锆相变增韧陶瓷的研究和应用得到迅速发展，氧化锆相变增韧陶瓷有三种类型，分别为部分稳定氧化锆陶瓷；四方氧化锆多晶体陶瓷及氧化锆增韧陶瓷。 晶态温度密度 <950℃ 5.65g/cc 单斜(Monoclinic)氧化锆 (m-ZrO2) 四方(Tetragonal)氧化锆 1200-2370℃ 6.10g/cc (t-ZrO2) 立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2) >2370℃ 6.27g/cc 表1 在常压下纯ZrO2三种晶态 （1）当ZrO2中稳定剂加入量在某一范围时，高温稳定的c-ZrO2通过适当温度下时效处理使c-ZrO2大晶粒（c相）中析出许多细小纺锤状的t-ZrO2（t相）晶粒，形成c相和t 相组成的双相组织结构。其中c相是稳定的而t相是亚稳定的并一直保存到室温。在外力诱导下有可能诱发t相到m相的马氏体相变并伴随体积膨胀，耗散部分能量、抵消了部分外力从而起到增韧作用，称为应力诱导相变增韧。这种陶瓷称之为部分稳定氧化锆，当稳定剂为CaO、MgO、Y2O3时，分别表示为Ca-PSZ、Mg-PSZ、Y-PSZ等。 （2）当ZrO2中稳定剂加入量控制在适当量时可以使t-ZrO2以亚稳状态稳定保存到室温，那么块体氧化锆陶瓷的组织结构是亚稳的t- ZrO2细晶组成的四方氧化锆多晶体称之为四方氧化锆多晶体陶瓷(。在外力作用下可相变t-ZrO2发生相变，增韧不可相变的ZrO2基
专题一、氧化锆晶粒尺寸和含量对Al2O3-ZrO2体系相转变影响 观点1：相转变温度（martensite start temperature）受两个主要因素的影响，即氧化锆晶粒尺寸和含量： 现象：1.氧化锆晶粒变大，相转变温度增加；2.氧化锆在ZTA中的含量减少，相转变温度增加； 原因：热失配内（拉伸）应力随氧化锆含量减少而增加，这就意味在ZTA陶瓷中添加的氧化锆含量少时，更细小晶粒的氧化锆以四方相的形式保留下来更有优势。 观点2. 随着氧化锆晶粒的长大，则诱导相变的外加应力减少；一般ZrO2(12mol% CeO2)-Al2O3陶瓷的性能测试温度T大于相转变温度，当氧化锆晶粒长大时，相转变温度增加，相转变温度更接近性能测试温度T,这样相转变增韧的贡献增加。 文献数据报道： 1.20vol%ZrO2 (12mol% CeO2)-Al2O3陶瓷，氧化锆晶粒~2μm，相转变温度Ms~225K(即-48.15℃),韧性10MPa ? m1/2。 2.40vol%ZrO2(12mol% CeO2)-Al2O3陶瓷,氧化锆晶粒~2μm，相转变温度Ms~150K（即-12 3.15℃），韧性8.5MPa ? m1/2；氧化锆晶粒~3μm，相转变温度Ms~260K（即-13℃），韧性12.3MPa ? m1/2； 结论：同等晶粒尺寸下，ZrO2体积含量少时，内部残余拉伸应力大，相转变温度M s则会提高，K IC增加。 观点3. ZTA陶瓷的韧性效果受两个重要因素的影响：1.四方相含量；2.相转变的程度； 观点4. 相转变过程中，需要的外界应力σc T增加时，则分布裂纹周围的相转变区域将会减少； 观点5. 当相转变温度M s小于测试温度T，并且相转变温度与测试温度之间的差距增加时，则四方到单斜相变需要的应力也将增加;例如：在氧化锆陶瓷中，微小地增加氧化钇的含量，将会大幅度地降低YSZ的相转变温度M s（即可以大幅度提高亚稳四方氧化锆的稳定性）。【在四方相区域，氧化钇从0%~2%变化时，相转变温度M s可以降低几百摄氏度】 观点6.钇稳定氧化锆具有比较窄的四方相区域，所以稳定剂的含量稍有一些变化就会对四方相氧化锆陶瓷或者YSZ 增韧的陶瓷的韧性产生较大的影响；而氧化铈（CeO2）稳定的氧化锆具有比较宽泛的四方相区域，稳定剂可以在0~20mol%左右变化，这样使得工艺控制更加容易，稳定剂含量的细微变化不会对造成相转变温度的大变化。 观点7. 在部分稳定的氧化锆陶瓷中，随着亚稳相t-ZrO2晶粒的变大，材料的相转变温度M s和室温断裂韧性都会增加。同样，钇稳定的氧化锆和氧化铈稳定的四方相氧化锆，随着t-ZrO2晶粒或者t-ZrO2析出物尺寸的增加，材料的相转变温度M s和室温断裂韧性也是增加的。晶粒尺寸的大小对韧性的决定作用与相转变温度有关，t-ZrO2晶粒或者t-ZrO2析出物尺寸的增加，将会增加相转变温度M s【可以通过TMA来表征】。相转变温度是核心！！ 观点8. 在氧化铝和氧化锆复合陶瓷中，相转变温度不仅与氧化锆平均晶粒尺寸有关，而且与晶粒尺寸的分布有关。因此，改变t-ZrO2晶粒的尺寸和分布是改变材料韧性的源头。同时，为了优化四方相稳定的陶瓷的抗弯强度，控制氧化锆的晶粒尺寸很重要。 观点9. 可以插叙t-ZrO 晶粒尺寸对相转变行为的影响或者韧性的影响，可以查阅王零森数据！！！，晶粒大小决定 2 相转变的情况，与成核、表面能、内部残余应力有关。
摘 要 本文简要介绍目前二氧化锆的制备方法（共沉淀法、溶胶—凝胶法、喷雾热解法、金属有机物水解法、水热法、反向胶团法等），主要以水热法为例,详细介绍其制备过程及步骤，并检测制得二氧化锆的各项性能（红外、XRD)。本文采用水热法制备氧化钇稳定氧化锆（YSZ ）纳米粉术，以Zr 4+和Y 3+的氢氧化物为热前驱体，氢氧化钾和碳酸钾作矿化剂，研究水热处理温度、PH 值和矿化剂浓度对水热合成纳米氧化锆晶型结构的影响。实验的各项性能结果表明:高的反应温度有利于立方氧化锆的生成,矿化剂的加入对合成产物晶化度和晶粒大小有显著的影响，体系pH 值会影响水热前驱体的结构,进而影响水热合成纳米氧化锆的晶型.在Y 2O 3 掺杂量比较大的时候,PH 值的变化对氧化锆晶型的影响不明显，晶型由掺杂量决定。在本文中还附有二氧化锆制备步骤及其性能检测的各种实验数据，用到的实验仪器，可操作性强，从而为制备粒度和晶型可控的纳米二氧化锆粉末提供实验依据. 关键词： 二氧化锆 制备方法 水热法 性能检测
Title Preparation and properties of zirconium dioxide detection Abstract This paper introduces the preparation methods of the present zirconia（Coprecipitation、Sol - gel method、Spray pyrolysis、Hydrolysis of metal organic、Hydrothermal、Reverse micelles and so on）. Case Study of the main hydrothermal. Details of their preparation process and steps，and detection system was the performance of zirconia （XRD). In this paper, hydrothermal yttria stabilized zirconia nano—powder technique to Zr4+ and Y3+in the hydroxide precursor for the heat，potassium hydroxide and potassium carbonate as a mineralizer of hydrothermal treatment temperature，PH value and mineralizer concentration on the hydrothermal synthesis of nano-zirconia crystal structure。Experimental results show that the performance：the high temperature is conducive to the formation of cubic zirconia，the addition of mineralizer on the synthesis of the product crystallinity and grain size have significant effects, pH value of hydrothermal precursor structure，thereby affecting the hydrothermal synthesis of nano—crystalline zirconia. Y2O3doping in time than the larger, pH values on the crystal structure of zirconia was not obvious, crystal form determined by the doping。Also included in this article zirconia preparation steps and performance testing of a variety of experimental data used in the experimental apparatus and operable so as to prepare a controlled particle size and crystal structure provide the experimental nano-zirconia powder basis. Keywords Zirconia Preparation Hydrothermal Performance Testing
钇稳定氧化锆莫氏硬度 一、引言 钇稳定氧化锆（YSZ）是一种先进的陶瓷材料，在许多领域都有广泛的应用，如机械、电子、航空、医疗等。其优异的物理和化学性质使其成为这些领域中的理想材料。莫氏硬度是评估材料硬度的一种常用方法。本文将详细讨论钇稳定氧化锆的莫氏硬度及其相关性质。 二、钇稳定氧化锆的性质 在了解钇稳定氧化锆的莫氏硬度之前，我们首先需要了解其基本的物理和化学性质。钇稳定氧化锆是一种具有高熔点、高硬度、高韧性、高耐磨性、高耐腐蚀性和优良的导热、导电性能的陶瓷材料。其稳定性得益于钇元素的添加，使其在高温和恶劣环境下仍能保持优良的性能。 三、莫氏硬度 莫氏硬度是一种相对硬度标准，由德国矿物学家Friedrich Mohs在1812年提出。它是通过比较待测物质与一系列已知硬度的矿物标准物质的划痕硬度来确定的。莫氏硬度值从1到10，数值越大，硬度越高。虽然莫氏硬度不是一个精确的数值，但它是一种简单且实用的硬度测试方法。 四、钇稳定氧化锆的莫氏硬度
钇稳定氧化锆的莫氏硬度非常高，通常在8.5到9之间，接近钻石的硬度（莫氏硬度为10）。这一特性使得钇稳定氧化锆在许多需要高硬度材料的领域都有广泛的应用，如切割工具、磨料、轴承等。同时，高莫氏硬度也意味着它具有良好的耐磨性，能够抵抗大多数物质的划痕和磨损。 五、影响钇稳定氧化锆硬度的因素 虽然钇稳定氧化锆本身具有极高的硬度，但实际应用中，其硬度可能会受到一些因素的影响。例如，材料的制备工艺、微观结构、杂质含量、温度等都可能影响其硬度。因此，在生产和应用过程中，需要严格控制这些因素，以确保钇稳定氧化锆的优良性能得以充分发挥。 六、结论 总的来说，钇稳定氧化锆的莫氏硬度非常高，这使得它在许多领域都有广泛的应用。了解并控制影响其硬度的因素，对于充分利用这种材料的性能潜力，推动相关领域的技术进步具有重要意义。未来，随着科技的不断发展，我们有理由相信，钇稳定氧化锆将在更多领域展现其优异的性能。
钇稳定氧化锆莫氏硬度 摘要： 1.钇稳定氧化锆的基本概念 2.钇稳定氧化锆的莫氏硬度介绍 3.钇稳定氧化锆的应用领域 4.钇稳定氧化锆的性能优势 5.结语 正文： 钇稳定氧化锆（Yttrium-stabilized zirconia，简称YSZ）是一种高性能的陶瓷材料，因其优异的物理和化学性能而在众多领域得到广泛应用。在本文中，我们将了解钇稳定氧化锆的莫氏硬度、应用领域、性能优势等方面内容。 一、钇稳定氧化锆的基本概念 钇稳定氧化锆是一种由氧化锆（ZrO2）和钇氧化物（Y2O3）组成的陶瓷材料。在适当的温度和气氛下，通过烧结工艺将氧化锆和钇氧化物混合均匀，可得到结构紧密、性能优异的钇稳定氧化锆。 二、钇稳定氧化锆的莫氏硬度 钇稳定氧化锆的莫氏硬度一般在8-9之间。与其他陶瓷材料相比，钇稳定氧化锆具有较高的硬度，使其在磨损、腐蚀和高温等恶劣环境下具有较好的耐久性。 三、钇稳定氧化锆的应用领域 1.航空航天：钇稳定氧化锆因其高硬度、高熔点和良好的抗氧化性能，在
航空航天领域得到广泛应用，如发动机零件、涡轮叶片等。 2.建筑陶瓷：钇稳定氧化锆可用于生产高性能的建筑陶瓷，如瓷砖、卫浴产品等，具有高硬度、耐磨损和抗腐蚀等特点。 3.生物医疗：钇稳定氧化锆具有良好的生物相容性，可用于制作人工关节、牙科修复等医疗器械。 4.能源领域：钇稳定氧化锆可用于核工业、太阳能等领域，具有良好的高温稳定性和抗氧化性能。 四、钇稳定氧化锆的性能优势 1.高硬度：钇稳定氧化锆具有较高的硬度，可在磨损、腐蚀和高温等恶劣环境下保持稳定性。 2.高熔点：钇稳定氧化锆具有较高的熔点，使其在高温环境下具有较好的抗氧化性能。 3.良好的化学稳定性：钇稳定氧化锆不易与大多数化学物质发生反应，使其在腐蚀环境下具有较好的耐久性。 4.生物相容性：钇稳定氧化锆具有良好的生物相容性，可用于制作生物医疗器材。 五、结语 钇稳定氧化锆作为一种高性能的陶瓷材料，凭借其高硬度、高熔点、良好的化学稳定性和生物相容性等优点，在航空航天、建筑陶瓷、生物医疗和能源等领域具有广泛的应用前景。
实验 2 纳米氧化锆的固相合成 一、目的和要求 1、通过锆盐与氢氧化钠的固相反应，了解固相合成法的特点。 2、掌握固相合成纳米氧化锆的基本原理和制备过程。 二、实验原理 氧化锆由于其固有的化学成分、晶体结构、粒度等基本性质，因而具有化学稳定性好、热传导系数小、硬度大等优点，是一种重要的结构和功能陶瓷材料。普通氧化锆在常温至1170C 以单斜相存在，加热到1170C〜2370E时转变为四方相，2370C以上时由四方相转变成立方相（2700C左右熔融）。由于纯氧化锆的高温相（立方相或四方相）随着温度的降低会转变成低温相（单斜相）。要获得室温下稳定的高温相氧化锆，就需要在氧化锆中掺杂某些其它氧化物，如氧化钇、氧化钙、氧化镁、氧化钪等，形成复合氧化物。这种掺杂的四方相部分稳定或全稳定的氧化锆在相变增韧和微裂纹增韧方面性能优良，具有极高的室温强度和断裂韧性。用氧化钇稳定的四方相氧化锆（Y-TZP），当晶体粒度控制在纳米级（小于100nm）时，可能带来材料性能的突变，如材料强度和断裂韧性的显著提高等。同时，氧化钇稳定的氧化锆还是一种优良的气敏材料（用于氧气传感器）和固体电池材料。 目前制备纳米氧化锆粉体的方法分液相法和气相法。其中液相法有共沉淀法、水热法、溶胶－凝胶法、微乳液法等。这些方法各有其特点，但也存在很多不足。如共沉淀法一般是以氧氯化锆为原料，在锆盐溶液中加入沉淀剂，得到氢氧化物沉淀，再经过滤、洗涤、干燥、煅烧、研磨得到氧化锆粉体。这种方法比较简单易行，可制得粒度小、成分较易控制的多组分纳米粉末，不足之处是制得的粉体往往存在较多的硬团聚体，影响制品的烧结温度和力学性能。为了解决粉体的团聚问题，采用加入分散剂并控制温度在乙醇中陈化的方法，可制备出低温可烧结的纳米氧化锆粉体。水热法制备纳米氧化锆一般以锆的无机或有机化合物为原料，可制得粒径小、高分散的粉体。水热法的不足之处是制备条件较苛刻，成本较高，产量较低。溶胶－凝胶法和醇盐水解法使用锆的有机化合物，同样存在着原料来源困难，价格较高，水解法反应时间长、产率过低、难以工业化生产等缺陷。气相法生产纳米氧化锆粉体，所得产物分散性较好，可以连续制备。但气相法不适用于制备多元组分氧化物粉体，并且组分的可控性也相对较差，而且气相法所使用的原料价格较高，需要高纯的原材料以及昂贵的设备，而产量却较低。例如以四氯化锆为原料，在高温反应器中与水蒸气混合、水解，制备纳米氧化锆粉末。不过，要用这种方法获得四方相稳定的氧化锆粉体，还需要将气相法得到的纯氧化锆粉体浸入金属盐溶液中，蒸发、干燥、焙烧。 尽管这些方法有许多的优点，但是它们都存在能耗大、污染严重、生产周期长等缺点。采用固相法合成纳米氧化锆，可以减少去离子水的大量消耗，降低各种复杂原料及有机分散剂对
纳米钇稳定氧化锆 引言 纳米材料作为一种新兴的材料，具有独特的物理、化学和生物学特性，因此在各个领域都有着广泛的应用。纳米钇稳定氧化锆（nano YSZ）是一种具有优异性能的纳米材料，具有高热稳定性、低热导率、优良的机械性能和化学稳定性等特点，在能源、催化、传感等领域有着广泛的应用前景。 一、纳米钇稳定氧化锆的制备方法 制备纳米钇稳定氧化锆的常用方法主要包括：溶胶-凝胶法、水热法、气相沉积法等。其中，溶胶-凝胶法是最常用的方法之一。该方法通过控制前驱体的浓度、PH值、温度等条件来合成纳米钇稳定氧化锆材料。此外，还可以通过调节溶剂、添加表面活性剂、控制沉淀速率等方式来调控纳米钇稳定氧化锆的粒径和分散性。 二、纳米钇稳定氧化锆的特性 1. 高热稳定性：纳米钇稳定氧化锆具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持其结构的稳定性和功能性。 2. 低热导率：纳米钇稳定氧化锆的热导率较低，这使其在热障涂层、热电材料等领域具有重要的应用价值。 3. 优良的机械性能：纳米钇稳定氧化锆具有优异的机械性能，具有高硬度、高强度和高韧性等特点。 4. 化学稳定性：纳米钇稳定氧化锆在高温、酸碱等恶劣环境下具有
良好的化学稳定性，不易被腐蚀和氧化。 三、纳米钇稳定氧化锆的应用 1. 能源领域：纳米钇稳定氧化锆在固体氧化物燃料电池（SOFC）中作为电解质材料具有良好的离子导电性能，能够提高燃料电池的效率和稳定性。 2. 催化领域：纳米钇稳定氧化锆作为催化剂载体具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，可用于催化剂的制备和催化反应的催化剂载体。 3. 传感领域：纳米钇稳定氧化锆具有高灵敏度和快速响应的特性，可用于气体传感器、生物传感器等领域，广泛应用于环境监测、生物医学和食品安全等领域。 四、纳米钇稳定氧化锆的未来发展趋势 随着纳米科技的不断发展和应用的推广，纳米钇稳定氧化锆作为一种具有广泛应用前景的纳米材料，其在各个领域的研究和应用也越来越广泛。未来，可以进一步研究纳米钇稳定氧化锆的制备方法、性能优化和应用拓展等方面，以提高其性能和应用效果，推动纳米钇稳定氧化锆的发展和应用。 结论 纳米钇稳定氧化锆作为一种具有优异性能的纳米材料，具有高热稳定性、低热导率、优良的机械性能和化学稳定性等特点。它在能源、催化、传感等领域有着广泛的应用前景。通过合理选择制备方法和
氧化钇含量对氧化锆陶瓷力学性能及抗热震性的影响 吴珊;姜兴振;黄志兵;蒋泓清 【摘要】在氧化锆中加入不同质量分数的氧化钇,采用1460℃常压烧结,保温4h,制得氧化钇稳定氧化锆陶瓷.并分析不同的氧化钇含量下,氧化锆陶瓷相变化、材料密度、维氏硬度、抗弯强度、抗热震性的变化.当氧化钇质量百分含量达到5.5％的时,材料的密度、硬度、抗弯强度等力学性能达到最大值,并且此时的抗热震性较好,超过这个临界值,材料的性能将下降. 【期刊名称】《广州化工》 【年(卷),期】2013(041)012 【总页数】3页(P66-68) 【关键词】氧化锆陶瓷;氧化钇;相组成;抗热震性 【作者】吴珊;姜兴振;黄志兵;蒋泓清 【作者单位】江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000 【正文语种】中文 【中图分类】TQ174.1 1 氧化锆概述 ZrO2有三种晶型［1］，低温环境下为单斜晶系，密度5.65 g/cm3，高温环境下
为，密度为6.10 g/cm3。当温度进一步升高，四方晶系将会转变为立方晶系，密度为6.27 g/cm3。其相互转化关系如下: 氧化锆(ZrO2)陶瓷作为结构材料和功能材料已经进行了较多的研究，由于晶型转变，发生体积变化，会造成开裂，影响ZrO2陶瓷的性能，故常在ZrO2陶瓷中添加晶型稳定剂，如CaO、MgO、Y2O3、CeO2和其他的稀土氧化物。这些氧化物的加入可以促使ZrO2变成无异常膨胀、收缩的立方或四方晶型的稳定ZrO2。根据加入稳定剂数量的不同，可得到稳定(Stabilized Zirconia，或SZ)以及部分稳定ZrO2(Partially Stabilized Zirconia，或PSZ)。常见的多为Y2O3稳定的ZrO2陶瓷材料。不同的相组成对氧化锆陶瓷的性能具有较大的影响［3］，不同的 Y2O3含量将会影响氧化锆陶瓷材料的相组成及力学性能。 本实验通过研究不同氧化钇的质量百分含量对氧化锆陶瓷的影响，得到当质量百分数为5.5% 时，Y－ TZP (Teragonal Zirconia Polycrystals Stabilized)的力学性能最佳。 2 实验 2.1 材料与样品的制备 实验原料:高纯度Y2O3粉体(纯度≥99.999%)，利用浓硝酸(68%)将其完全溶解，稀释Y(NO3)3溶液，将稀释好的溶液与ZrOCl2水溶液混合，利用化学共沉淀法［4］制备不同质量分数的Y2O3－ZrO2粉末。将制备好的粉末进行1100 ℃高温煅烧。 粉料经过干压成型后，再通过180 MPa 的冷等静压进行压制成型，最后将样品放置于1460 ℃电炉中进行常压烧结，保温4 h，最后随炉冷却。 2.2 测试方法 对上述陶瓷烧结体采用德国Bruker D8 advance X 射线衍射分析仪确定相组成;利
醋酸及柠檬酸对牙科氧化锆陶瓷性能的影响 钱梦珂;沈树平;顾郁嘉;何峰;张怀勤;谢海峰 【摘要】目的：评价两种典型食用酸（醋酸、柠檬酸）在常温下对牙科氧化钇稳 定四方相氧化锆陶瓷（ Y⁃TZP ）机械性能和微观结构的影响，探讨食用酸对临床 上Y⁃TZP修复体使用安全性的影响。方法制作30枚条状氧化锆陶瓷试样，随机 分为6组，并进行以下处理：阴性对照组（ A组）试样不处理；阳性对照组（ B 组）试样放入高压灭菌器，在134℃、0．2 MPa条件下加速老化20 h；酸溶液 浸泡组试样分别于10％醋酸或20％柠檬酸溶液中浸泡7 d（ C组、E组）或14 d （ D组、F组）。测试表面维氏硬度，计算断裂韧性。各组典型试样以扫描电镜 观察表面微观结构。结果醋酸和柠檬酸浸泡并未改变Y⁃TZP试样的表面维氏硬度。D组断裂韧性显著降低。电镜下未发现6组试样表面微观结构的改变。结论常温 下柠檬酸不会影响Y⁃TZP修复体的机械性能和微观结构；长期接触醋酸会造成 Y⁃TZP断裂韧性的显著降低，影响Y⁃TZP修复体的临床使用寿命。%Objective To evaluate the effects of two kinds of typical edible acid ( acetic acid and citric acid ) on the mechanical properties and microstructures of yttria⁃stabilized tetragonal zirconia polycrystal (Y⁃TZP) at ambient temperature, and to investigate the safety of edible acids to Y⁃TZP restorations clinically. Methods 30 bar⁃shaped zirconia ceramics specimens were randomly divided in⁃to 6 groups. The specimens in the control group ( Group A) received no surface treatment, while those in group LTD ( Group B) were hydrothermally aged at 134 ℃ and 0.2 MPa in an autoclave for 20 hours. Specimens were immersed at ambient temperature in 10%acetic acid or 20% citric acid for 7 (Group C, E) or 14 days (Group D,
'. 氧化锆稳定剂类型及其稳定特点 稳定氧化锆的存在是因为氧化锆具有独特的相变过程，因此需要做稳定处理以获得我们所 需要的产品品质。因此在说稳定氧化锆之前，先简单的说一下氧化锆的相变是怎么回事。 本文框架： 1、ZrO2的相变过程及相变增韧→2、氧化锆用相稳定剂的作用→3、常用的氧化锆稳定剂类型及作用机理→4、常用的稳定氧化锆的特点（ Y 2O3、MgO、CeO2、CaO）→5、复合稳定剂的协同作用 1、ZrO 2的相变过程及相变增韧 “纯 ZrO2从高温冷却到室温的过程中将发生如下相变：立方相（ c）→四方相（ t）→单斜相（ m），其中在 1150℃会发生 t →m相变，并伴随着约 5%的体积膨胀。 如果将 ZrO2的 t →m想变点稳定到室温，使其在承载时由应力诱发产生 t →m相变，由于相变 产生的体积效应而吸收大量的断裂能，从而使材料表现出异常高的断裂能，从而使材料表 现出异常高的断裂韧度，产生相变增韧，获得高韧性、高耐磨性。” 2、氧化锆用相稳定剂的作用 要实现氧化锆的相变增韧，必须添加一定的稳定剂并在一定的烧成条件下，将高温稳定相 -四方亚稳定至室温，获得室温下可相变的四方相，这就是稳定剂对氧化锆的稳定作用。 “稳定至室温的四方相是应力诱导相变的前提条件，该过程是氧化锆陶瓷获得优良性能的关键，一直是氧化锆结构陶瓷材料研究的重要内容。” 下文将对目前稳定剂对氧化锆稳定作用的一些研究做一个简要的概述。 3、常用的氧化锆稳定剂类型及作用机理 常见的 ZrO2稳定剂是稀土或碱土氧化物，而且还只有离子半径与ZrO2半径相差不超过 40%的氧化物才能作为氧化锆的稳定剂。常用的稳定剂主要有Y 2O3、 MgO、 CeO2、 CaO。 3+2+4+2+ 其机理通常可以认为是：Y，Mg、Ce、Ca等稳定剂的阳离子在ZrO 2中有着一定溶 4+ 解度，可以置换出其中的Zr而形成置换型固溶体，阻碍四方晶型相单斜晶型转变，从而使氧 化锆的相变点稳定降低到室温，从而使t-ZrO2亚稳定至室温。通过不同的稳定剂添加量，可制备出部分稳定氧化锆陶瓷（PSZ, 部分 t-ZrO2 亚稳至室温），四方氧化锆多晶体(TZP, t-ZrO 2全部稳定至室温 )及全稳定氧化锆（ FSZ，c-ZrO2稳定至室温，获得c-ZrO2单相材料）。 其中， PSZ 和 TZP 中均含有可想变的四方相，是常见的相变增韧陶瓷。 4、常用的稳定氧化锆的特点 不同的稳定剂单独加入氧化锆，可制取不同类型的稳定氧化锆产品。各稳定剂稳定的实质 大致相同，但获取的ZrO 2产品的性能却不尽相同，此外不同添加量的稳定剂添加至氧化锆中 制备的产品性能也不尽相同。 下文将对目前主要应用的稳定剂做分析。 a、Y-TZP ：氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷 Y-TZP 是 TZP 材料发展至今得到最多研究的TZP 材料，这种材料力学性能较好，强度较高，具有良好的断裂韧性，并且其集体中材料的晶粒尺寸细小而均匀，因此是得到较多关注。 ;.