如何讓氧化鋯陶瓷材料變穩(wěn)定新發(fā)現(xiàn)（圖）

氧化鋯陶瓷近些年來得到了巨大的發(fā)展，它是一種新型工業(yè)陶瓷材料，主要分為三種鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷, 鈰穩(wěn)定氧化鋯和 釔穩(wěn)定氧化鋯；這三種材料具有耐高溫，耐磨等多種優(yōu)良特性。那么如何讓氧化鋯材料變得更穩(wěn)定呢？接下來我們一起了解一下吧！

一、什么是二氧化鋯的不穩(wěn)定性？
 二氧化鋯還具有馬氏體相變的特性， 這是二氧化鋯被用來提高陶瓷材料的韌性和耐火材料熱震穩(wěn)定性的重要依據(jù)。單斜二氧化鋯不能直接用來制造制品，在溫度發(fā)生變化時會產(chǎn)生相結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變： 這是一個可逆的相轉(zhuǎn)變過程。常溫下，ZrO2 只能是單斜相， 當(dāng)用鋯鹽煅燒，達(dá)到 650 ℃時，出現(xiàn)穩(wěn)定的四方相，繼續(xù)升高時四方相逐步轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕啵倮^續(xù)升溫至 830 ℃時， ZrO2 又開始向四方相轉(zhuǎn)變，至1200 ℃時，完全轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较啵瑴囟壬?300 ℃時轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较啵划?dāng)溫度降低時，逐步轉(zhuǎn)化為四方相，到室溫時，變?yōu)榉€(wěn)定的單斜相。單斜二氧化鋯在830～1 200 ℃的轉(zhuǎn)變較為復(fù)雜， 會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象。正是這種滯后現(xiàn)象，為二氧化鋯在陶瓷及耐火材料應(yīng)用提供一個重要性能。在轉(zhuǎn)變過程中，會產(chǎn)生相應(yīng)的體積變化，當(dāng)溫度升高時，由單斜相向四方相轉(zhuǎn)變時，會使體積收縮 5%，而當(dāng)溫度降低由四方相向單斜相轉(zhuǎn)變時會使體積膨脹 8%，存在的3種相結(jié)構(gòu)，其熱膨脹是不一樣的。
 
向ZrO2中添加某些氧化物作為穩(wěn)定劑，使之與 ZrO2 形成固溶體和復(fù)合體,改變晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，形成亞穩(wěn)的四方相和立方相，使其由單一的單斜相轉(zhuǎn)變成雙晶結(jié)構(gòu)的四方相和立方相。這種固溶體在常溫下能保持原有的四方相和立方相，甚至在高溫下，也不會發(fā)生相轉(zhuǎn)變。在對二氧化鋯進(jìn)行晶型穩(wěn)定化處理時，常用的穩(wěn)定添加劑有CaO，MgO，Y2O3，CeO2 和其它稀土氧化物。通過控制穩(wěn)定劑的加入量，則可以得到全穩(wěn)定或部分穩(wěn)定的二氧化鋯。改善不穩(wěn)定氧化鋯陶瓷管帶來的影響，往往采取以下工藝。
 
二、二氧化鋯的穩(wěn)定化處理工藝？
 
電熔法
 
以電熔法制取穩(wěn)定二氧化鋯的方法有一次電熔法和二次電熔法 2 種。一次電熔法是將鋯英石、碳粉和穩(wěn)定劑按一定的配比，放入混料機(jī)中充分混合，混合料經(jīng)電弧爐電熔脫硅處理，驟冷，再經(jīng)破碎、 熱處理后便可制成穩(wěn)定的二氧化鋯。此方法制得的穩(wěn)定氧化鋯雜質(zhì)
 含量高，致密度低。工藝路線如圖。  

 二次電熔法是將鋯英石與碳粉按比例混勻后，經(jīng)電弧爐電熔脫硅處理，驟冷，再經(jīng)破碎制成單斜二氧化鋯。再將單斜二氧化鋯根據(jù)需要按比例配入某種穩(wěn)定劑，混合均勻后進(jìn)行第 2次電熔，電熔好后驟冷，再經(jīng)破碎、熱處理后便可制成穩(wěn)定的二氧化鋯。此方法制得的穩(wěn)定二氧化鋯雜質(zhì)含量低，致密度高。工藝路線如圖。 ZTA固相法
 
固相法又稱為燒結(jié)法，通常是將二氧化鋯原料和穩(wěn)定劑按一定的配比在橡膠襯里和鋯球的球磨機(jī)中共同濕粉碎到粒徑小于2μm，然后經(jīng)分離、干燥、打粉制成團(tuán)塊，并在1700 ℃下進(jìn)行高溫固相反應(yīng)， 將高溫?zé)Y(jié)塊粉碎至所需粒度即得穩(wěn)定型二氧化鋯。此方法制得的穩(wěn)定型 ZrO2 粒度分布廣，易混入不純的雜質(zhì)。工藝路線如圖。 加水分解法
 
加水分解法的優(yōu)點(diǎn)是不需要添加堿就可使鋯鹽和穩(wěn)定劑可溶鹽的混合溶液水解，因而無有害陰離子和堿金屬離子。其又可分為鹽溶液加水分解法和烷氧化合物加水分解法。鹽溶液加水分解法是將鋯鹽與穩(wěn)定劑可溶鹽的混合溶液，通過加熱進(jìn)行加水分解反應(yīng)，干燥煅燒所生成的膠體制得穩(wěn)定性二氧化鋯工業(yè)陶瓷棒。這種方法操作簡便，但能耗高， 生成的粉體易團(tuán)聚。工藝流程如圖。