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3mol/5mol/8mol氧化钇稳定氧化锆陶瓷的区别
发布时间:2023-03-28    来源:未知   作者:mingrui
近期有不少客户咨询能不能做5mol氧化钇稳定氧化锆或者8mol氧化钇稳定氧化锆的陶瓷产品,小编被问得一脸问号。我们常见氧化锆的区别是钇稳定氧化锆和镁稳定氧化锆,没想到根据钇稳定的含量不同,还有这么多分类。不同mol的氧化钇稳定氧化锆究竟会有哪些不同呢?让我们一起来看看吧!
 
氧化锆是陶瓷材料中应用比较广泛的-种,它有3种结构不同的相,即单斜相、四方相和立方相,不同的相含量可以对氧化锆陶瓷材料的性能产生较大的影响。目前,常见的多为钇稳定的氧化锆材料。其中以3Y-TZP( 3%(摩尔分数) Y2O3)材料的力学性能最佳,它也是目前最常用的一类氧化锆陶瓷材料,在不同的行业有着广阔的应用前景,如化工、机械等。不同方法制得的3Y-TZP性能差别较大。为了得到较高力学性能的氧化锆陶瓷材料,可以采用控制烧结温度、掺.杂等。加入添加剂也可以在一定程度上改变材料的晶粒尺寸、相组成等。晶粒尺寸和相组成对陶瓷材料的物理性能会产生显著的影响,所以研究晶粒形貌及相组成对陶瓷材料的影响,对探讨整体提高氧化锆材料的性能有着重要的意义。
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1、钇含量对相对密度的影响
最大致密化所对应的氧化钇的摩尔分数是3%,相对密度达到98. 113%。在临界点之前,随着氧化钇含量的增加,样品的致密度逐渐增大,临界点之后又逐渐降低。显然氧化钇摩尔分数为3%的烧结体的相对密度均大于其它各组的相对密度,说明Y2O3可促进烧结中氧化锆的致密化。这是因为Y3+的半径(1.06A)比Zr4+的半径(0.87A)大,当Y2O3与ZrO2形成置换固溶体时使ZrO2主晶相晶格畸变,缺陷增加,便于结构基元移动而促进烧结,从而获得较高的致密度。而当氧化钇含量超过临界值后, Y2O3在氧化锆基体中的作用减弱,过多的Y2O3又阻碍了氧化锆烧结过程中的结晶,因而相对密度逐渐下降。另外,X射线光电子能谱(XPS)分析表明,Y3+偏聚在晶界处,它将强烈阻碍晶界的运动,可防止或推迟气孔与晶界分离现象发生,从而使致密化过程在烧结后期得以继续进行。而当氧化钇含量为3%(摩尔分数)时,这种作用得到了最大的发挥,因此,在3%(摩尔分数)附近,氧化锆陶瓷材料的致密度达到最大。
 
2、氧化钇含量对氧化锆陶瓷力学性能的影响
随氧化钇摩尔分数的增加,氧化锆陶瓷的抗弯曲强度迅速增大,在氧化钇含量为3%(摩尔分数)处获得最大强度值,再增加氧化钇含量,强度值不再增大,转而逐步减小。
 
随着钇摩尔分数的增加,氧化锆陶瓷材料的硬度增大,在3%处材料的硬度达到最大值,之后随钇含量增加,氧化锆的硬度逐渐降低。
钇含量为3%(摩尔分数)时钇稳定氧化锆的颗粒尺寸最小,并且氧化锆具有较高的致密度。当钇的摩尔分数为3%时,氧化锆的微观结构出现了一定量的细长晶体,在细小的氧化锆颗粒与块体之间长晶体起凝固桥连作用,这使得氧化锆材料结合更为紧密,获得了较高的结合力,这也是钇含量在3%时陶瓷出现较高硬度的原因。
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