氧化锆陶瓷的性能.ppt

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1、氧化锆陶瓷的性能氧化锆（ZrO2）作为一种新型陶瓷材料，具有优异的物理和化学性能，是耐火材料、高温结构材料、生物材料和电子材料的重要原料,在工业生产中得到广泛的应用。氧化锆全瓷牙氧化锆传感器高纯的氧化锆呈白色，一般的呈黄色或灰色。热导率低、热稳定性好及高温蠕变小是陶瓷的最主要特征。陶瓷的热导率比其他陶瓷低得多。的熔点为2715。纯致密烧结体的变形温度高达2400~2500，一般工业纯生产的制品的蠕变温度也达2200。所以，陶瓷是高温隔热及结构材料的理想材料。陶瓷的化学性能稳定，与多数熔融金属不浸润。氧化锆具有良好的化学性质。它是一种弱酸

2、性氧化物，化学性能稳定，除硫酸和氢氟酸外，对其它酸、碱及碱熔体、玻璃熔体和熔融金属都具有很好的稳定性。氧化锆增韧陶瓷在人们的心里面陶瓷一般比较脆和硬的，但部分稳定氧化锆硬度低，脆性低，断裂韧性较高。优良的性能源于四方氧化锆经受应力诱导相变转变为单斜相相变，该相变同时伴有体积膨胀。这种现象称为相变增韧。相变增韧ZrO2陶瓷具有优良的力学性能、低的导热系数和良好的抗热震性，是一种极有发展前途的新型结构陶瓷。部分稳定氧化锆部分氧化锆具有优良的高温热稳定性、低热导率、高强度和韧性等优良的性能。随烧结温度升高，材料抗弯强度和断裂韧性先增大后减小，

3、其最大值分别可达到648.8Mpa和5.8Mpa·m1/2.材料力学性能的变化是材料相对密度、晶界相对含量及晶粒大小等因素共同作用的结果。适当延长保温时间能够减少晶界玻璃相、提高材料强度。部分稳定氧化锆PSZ的物理性能ThephysicalpropertiesofpartialstabilityZrO2TZP四方氧化锆多晶体这种陶瓷材料的晶粒很小，采用超细、高纯的氧化锆粉体，且要准确控制Y2O3含量烧结而成。Y-TZP为含钇的多晶四方ZrO2，它具有高强、高韧性、高耐磨等优良的机械性能，但在200~300℃下即产生强度退化现象。这主要

4、由于四方一单斜的转化。四方一单斜随温度变化可以引起相变外，与四方相的颗粒大小也紧密相关，随着颗粒变小，相变强度也随之降低。颗粒大小低于一定程度，温度即使降低至室温或更低温度下也不会相变。四方氧化锆多晶体TZP的典型物理性能ThetypicalphysicialpropertiesoftetragonalZrO2multi-crystalTZP对Ce-TZP一般控制小于6~9um，对于Y-T双晶粒尺寸必须小于1um，当Y-TZP采用常压、热压和等静压烧结三种工艺，其室温抗弯强度分别为1000~1300Mpa、1500~1700Mpa、2

5、500Mpa。氧化锆生物陶瓷氧化锆陶瓷是一种生物惰性陶瓷材料，已有大量实验表明其具有优良的生物学性能。1988年christel等首次报道了氧化锆陶瓷作为股骨头替代品。目前，氧化锆已经制成牙齿的整形材料。氧化锆超塑性陶瓷陶瓷硬而脆，加工非常困难，这是陶瓷用作结构材料所面临的最大难题。1975年加维等制成ZrO2相变增韧陶瓷材料，发现了陶瓷的“超塑性现象”。陶瓷材料要具有超塑性，必须具有下列四个基本条件。晶粒尺寸要微小（0.3~0.5um）。晶粒属等轴晶系。变形时结构稳定。在一定的应变速率和温度范围内。氧化锆传感器氧化锆氧传感器具有较高的

6、测氧精度和良好的高温稳定性，被广泛应用于内能机尾气排放中氧含量检测等领域，随着氧传感器研究的不断深入和陶瓷层压工艺技术的日益成熟，氧传感器逐渐向小型化方向发展，其形状由管式转为板式。PZT压电陶瓷由于它的性能参数多样性、振动模式的研究与开发利用以及器件制作技术的进步等因素，促使它在近十年来发展甚为迅速，应用日趋广泛，对整个国民经济的发展有着一定的影响，例如压电点火装置和滤波器等。氧化锆高温感应炉氧化锆高温感应炉是以氧化锆材料为发热体的一种新型炉体。它的突出特点是可以再1600~2300℃的高温范围内，在空气或氧气气氛中使用。氧化锆能做为

7、高频感应炉的感应发热体，主要是由它独特的结构和电性能决定的。氧化锆具有负的电阻温度系数，在室温下，它是很好的绝热体，具有很高的电阻系数，但是随着温度的升高，其电阻率急剧降低，在1500℃左右已成为十分良好的导体。低温老化Y-TZP材料具有优异的室温强度和韧性，但在低温潮湿环境下低温老化大大的限制了它的应用.低温老化的主要特征为:①t→m相变的进程在200~300最为迅速。②水和水汽将加速t→m相变的进行。t→m相变一般由表及里进行。④高的稳定剂含量和细晶结构有利于抑制t→m相变。针对Y-TZP的低温老化，目前主要采取以下几方面措施：①控

8、制TZP材料的晶粒尺寸和稳定剂的含量。②加入氧化物作为稳定剂及加入高弹性模量第二相颗粒。③进行表面抗老化措施。抗热震性能较低大的热膨胀系数和低热导率使Y-TZP在热震作用过程中产生较大的热应力，加之在此过程