二氧化锆的物理性质

2020-11-18

    二氧化锆具有熔点高、沸点高、硬度高、室温绝缘、高温导电等特点。氧化锆有三种晶型,属于多晶相变氧化物。稳定的低温相为单斜相(m-ZrO2)。当温度高于1000℃时,四方相(t-ZrO2)逐渐形成,直到2370℃只有四方相,高于2370℃时为立方相(c-zr02)。二氧化锆在加热过程中伴随着体积收缩,在冷却过程中伴随着膨胀。因此,为了规避体积变化,要稳定晶体形态。常用的稳定剂是Y2O3

  氧化钙、氧化镁、氧化铈等稀土氧化物。这些氧化物的阳离子半径接近Zr4+(12%以内)。这些氧化物在Zr02中的溶解度很高。它们能与Zr02形成单斜、四方和立方的固溶体。速度冷却可规避固溶体的共析分解,并可保持亚稳态至室温。速度冷却得到的立方固溶体稳定,无相变和体积变化。这种氧化锆被称为比较稳定氧化锆(fsz)。

  根据ZrO2晶体转变的特征条件和不同稳定剂的作用,Y203、Cao、MgO和CeO2加入量(摩尔分数)分别为7%-14%、15%-29%、16%-269%和>13%。氧化锆根据不同的条件,其稳定剂可以进行单独使用与混合进行使用,得到不同性能的Zr02产品,也是研究、开发和应用的热点之一。

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