刘志宏，赵立星，刘智勇，李玉虎，李启厚

（中南大学 冶金与环境学院，长沙 410083）

钇稳定四方相氧化锆粉末的水热水解法制备

刘志宏，赵立星，刘智勇，李玉虎，李启厚

（中南大学 冶金与环境学院，长沙 410083）

采用水热水解法制备粒径可控的钇稳定四方相氧化锆（Y-TZP）粉末，考察水热时间、温度和 H+浓度对Y-TZP前躯体粉末颗粒粒径及其分布的影响。结果表明：水热水解法制备的Y-TZP前驱体粉末为单斜相，分散性好，颗粒粒径为50～300 nm；水解水热反应进程越充分，前驱体颗粒平均粒径越大，陈化导致其粒径分布变宽。在实验的浓度（0.485mol/L ZrOCl2、0.03mol/L YCl3）和温度（130～150 ℃）范围内，升高温度，前驱体颗粒平均粒径从186.2 nm降低为94.1 nm，且其分布变窄；H+浓度对前驱体颗粒平均粒径影响明显，提高H+浓度，前驱体颗粒的平均粒径先增大后减小。水热水解法制备的Y-TZP前驱体滴氨掺钇后，于1000 ℃煅烧1 h得到钇稳定四方相氧化锆（Y-TZP）粉末，粒径约为120 nm，且其分布较窄。

氧化锆；Y-TZP前躯体；水热水解；粒径；分布

氧化锆是一种用途广泛的陶瓷材料，具有立方、四方和单斜3种晶体结构，它们分别在2643 K以上、1443～2643 K之间和小于1443 K温度范围内稳定；氧化锆四方相转化为单斜相的相变，伴随有 5%的剪切应力产生及8%的体积膨胀［1］。因此，纯氧化锆陶瓷在烧结降温中，会因这一相变产生体积膨胀，导致其断裂韧性较差［1］。研究发现，适量掺杂Y3+、Mg2+、Ce4+等阳离子，可使氧化锆在室温下仍保持四方相或立方相，从而解决氧化锆陶瓷烧结冷却中体积膨胀的问题［2］。钇稳定氧化锆（YSZ）陶瓷力学性能优越，长期以来，其制备技术一直是研究的热点［2-8］。……