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發布時間:2021-05-30 06:13  





由于氧化鋯(YSZ)材料具有高硬度,高強度,高韌性,極高的耐磨性及耐化學腐蝕性等等優良的物化性能,氧化鋯已經在陶瓷、耐火材料、機械、電子、光學、航空航天、生物、化學等等各種領域獲得廣泛的應用。從光學應用的角度來講,單晶氧化鋯(YSZ)因其折射率高、色散大、物化性能穩定,常被用作高溫光學元件,以及在光學設備中作為激光基質晶體。
在高溫下 ,氧化鋯屬于立方螢石型結構,因為Zr4 直徑大于O2-離子直徑,所以可以認為,由Zr4 構成面心立方點陣,占據1/2的八面體空隙,O2-離子占據面心立方點陣所有四個四面體空隙。常壓下純的 氧化鋯有三種晶型,低溫為單斜晶系,密度5.68g/cm3, 高溫為四方晶系,密度6.10g/cm3,更高溫度下為立方晶系,密度6.27g/cm3,三種晶型相互間的轉化關系如下:單斜ZrO2 → 四方ZrO2 → 立方ZrO2 → 熔體。
立方氧化鋯單晶體在光學特性上接近天然金剛石,國外自1976年以來仿金剛鉆的立方鋯進入寶石市場后風行于世界,需求量很大.本所自1982年開始對裝飾用立方氧化鋯晶體生長進行研究,建立了冷坩堝殼熔法生長高溫晶體技術,隨后又解決了用工業氧化鋯原料生長出近乎無色立方氧化鋯晶體的問題,與用化學純氧化鋯原料相比成本降低了70%左右.在當前國際市場上立方鋯石不斷降價情況下仍具有競爭能力.一般生長的晶體尺寸截面積為10×15mm~2,長度為40—50mm,成品率在80%以上.
氧化鋯晶型有三種 純的氧化鋯在常壓下有三種晶型:從低溫到高溫依次為單斜、四方和立方。其密度分別為:單斜型5.65g/cm3,四方型6.10g/cm3,立方型6.27g/cm3。 可見溫度越高,密度越大。因此,在同樣質量下,溫度越低,體積越大。
氧化鋯的穩定化處理 當ZrO2從高溫冷卻到室溫要經歷c→t→m的同質異構轉變,其中由t-m相變過程要產生約7%的體積膨脹,加熱至1170℃時m-ZrO2轉變為t-ZrO2,這種轉變過程則發生體積收縮,這種t相和m相之間的相變稱為ZrO2的馬氏體相變