【陶瓷科普】氧化锆陶瓷

氧化锆陶瓷是新近发展起来的仅次于氧化铝陶瓷的一种很重要的结构陶瓷。氧化锆有三种晶型。常温下是单斜晶型，密度5.65g/cm³，加热到1170℃左右变为四方晶型，密度6.1g/cm³，加热到2370℃左右变为立方晶型，密度6.27g/cm³，加热到2700℃左右熔融，上述变化是可逆转变。单斜晶型和四方晶型之间的转变伴随着7%左右的体积变化。加热时由单斜ZrO₂转变为四方ZrO₂，体积收缩，冷却时由四方ZrO₂转变为单斜ZrO₂，体积膨胀。但这种收缩与膨胀并不发生在同一温度，前者约在1200℃，后者约在1000℃。伴随着晶型转变，有热效应产生。氧化锆具有熔点、硬度、强度和韧性高，比热容和热导率低，可形成氧空位缺陷固溶体等特点，被广泛应用于结构陶瓷和功能陶瓷，如刀具、机械部件、高级耐火材料、高温阴离子导体、氧传感器等。但氧化锆陶瓷的一大缺点是高温下其强度和韧性严重衰减，使其在高温条件下应用受到限制。