氧化鋯是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損而且具有優(yōu)良導(dǎo)電性能的無機(jī)非金屬材料，20世紀(jì)20年代初即被應(yīng)用于耐火材料領(lǐng)域，直到上世紀(jì)70年代中期以來，國際上歐美日先進(jìn)國家竟相投入具資研究開發(fā)氧化鋯生產(chǎn)技術(shù)和氧化鋯系列產(chǎn)品生產(chǎn)，進(jìn)一步將氧化鋯的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展到結(jié)構(gòu)材料和功能材料，同時氧化鋯也是國家產(chǎn)業(yè)政策中鼓勵重點(diǎn)發(fā)展的高性能新材料之一，目前正廣泛地被應(yīng)用于各個行業(yè)中。
氧化鋯基本性能
常壓下純的氧化鋯有三種晶型，低溫為單斜晶系，密度5.65g/cm3，高溫為四方晶系，密度6.10g/cm3，更高溫度下為立方晶系，密度6.27g/cm3，其相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：單斜ZrO2→(1170℃)四方ZrO2→(2370℃)立方ZrO2→(27150℃)熔體
天然ZrO2和用化學(xué)法得到的ZrO2屬于單斜晶系。單斜晶型與四方晶型之間的轉(zhuǎn)變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時由單斜ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆絑rO2，體積收縮，冷卻時由四方ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡盳rO2，體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發(fā)生在同一溫度，前者約在1200℃，后者約在1000℃。
由于晶型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積變化，會造成開裂，故單純的氧化鋯陶瓷很難生產(chǎn)，通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)加入適量的晶型穩(wěn)定劑Cao、MgO、Y2O3、CeO2等和其他稀土氧化物，可以使ZrO2相變溫度降低至室溫以下，使高溫穩(wěn)定的四方和立方氧化鋯在室溫也能以穩(wěn)定或亞穩(wěn)定形式存在，形成無異常膨脹、收縮的立方、四方晶型的穩(wěn)定氧化鋯(FSZ)和部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)。
氧化鋯中隨著穩(wěn)定劑加入量的不同，會產(chǎn)生不同晶型的氧化鋯，相變過程中由于體積和形狀的改變，能夠吸收能量，減少裂紋尖端應(yīng)力集中，阻止裂紋擴(kuò)展，提高陶瓷是否認(rèn)韌性，從此氧化鋯相變增韌陶瓷的研究和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，主要有三種類型：部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷;四方氧化鋯多晶體陶瓷;氧化鋯增韌陶瓷。
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