二氧化鋯的物理性質

2020-11-18

    二氧化鋯具有熔點高、沸點高、硬度高、室溫絕緣、高溫導電等特點。氧化鋯有三種晶型,屬於多晶相變氧化物。穩定的低溫相為單斜相(m-ZrO2)。當溫度高於1000℃時,四方相(t-ZrO2)逐漸形成,直到2370℃隻有四方相,高於2370℃時為立方相(c-zr02)。二氧化鋯在加熱過程中伴隨著體積收縮,在冷卻過程中伴隨著膨脹。因此,為了規避體積變化,要穩定晶體形態。常用的穩定劑是Y2O3

  氧化鈣、氧化鎂、氧化鈰等稀土氧化物。這些氧化物的陽離子半徑接近Zr4+(12%以內)。這些氧化物在Zr02中的溶解度很高。它們能與Zr02形成單斜、四方和立方的固溶體。速度冷卻可規避固溶體的共析分解,並可保持亞穩態至室溫。速度冷卻得到的立方固溶體穩定,無相變和體積變化。這種氧化鋯被稱為比較穩定氧化鋯(fsz)。

  根據ZrO2晶體轉變的特征條件和不同穩定劑的作用,Y203、Cao、MgO和CeO2加入量(摩爾分數)分別為7%-14%、15%-29%、16%-269%和>13%。氧化鋯根據不同的條件,其穩定劑可以進行單獨使用與混合進行使用,得到不同性能的Zr02產品,也是研究、開發和應用的熱點之一。

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