ZrO2陶瓷相变稳定化的研究进展
2021-05-10李瑛娟杨志鸿宋群玲
昆明冶金高等专科学校学报 2021年1期
关键词:研究
李瑛娟,滕 瑜,杨志鸿,宋群玲
(昆明冶金高等专科学校冶金与矿业学院,云南 昆明 650033)
ZrO2陶瓷材料因存在从四方相转变为单斜相的马氏体相变(t→m)而被广泛用于陶瓷材料的增韧方面。目前,在结构陶瓷、电子功能陶瓷、热障涂层材料及高温隔热材料等领域应用广泛[1]。
ZrO2晶型不稳定,在升温或降温过程中正方t相与单斜m相之间发生了可逆的马氏体相变(t→m),同时伴随着一定的体积变化,马氏体相变过程也可在有应力的情况下发生。在ZrO2陶瓷体系中常掺杂一些低价的氧化物作为稳定剂使用,如添加Yb2O3、Y2O3、CeO2、CaO、CuO[2]、BaO[3]、MgO和Al2O3[4-5]等。
近几年,ZrO2陶瓷的制备方法及工艺、掺杂改性、相变增韧等方面均有大量的研究,本文综述了近年来国内外ZrO2陶瓷相变及稳定化的研究现状与进展情况。
1 ZrO2陶瓷单一掺杂体系相变稳定化
目前氧化锆陶瓷单一掺杂最常见的是在纯ZrO2中加入Yb2O3、Y2O3、Al2O3等,得到不同稳定或部分稳定的复相陶瓷,不同稳定剂稳定ZrO2的性能不一样;采用相同稳定剂时,稳定剂添加量不同也会带来ZrO2性能的较大差别。而其他的氧化物通常会通过复合掺杂的方式来改变复相陶瓷的性能。
近几年针对ZrO2陶瓷t→m马氏体相变开始温度Ms的影响因素已开展了很多研究,陈守刚等[6]认为影响ZrO2相稳定性的最重要因素是空位。路新灜等[7]则从晶体学和配位学的角度,结合电化学技术,认为氧空位的存在与变化影响着ZrO2相结构的稳定性和ZrO2的低温相变过程。对于含有一定氧空位的亚稳四方相ZrO2,氧空位浓度的增加与减少都会进一步降低陶瓷材料结构的稳定性,使其更容易向单斜相转变。……
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