氧化鋯陶瓷晶體結構和相變特性

　　純氧化鋯陶瓷有二種同素異形體結構，一般在常壓下Zr02有二種晶體結構：在室溫時為單斜晶(monoclinic)相，1170℃時由單斜晶相變化成正力晶(十etraqonal)相，於2370℃由正方晶相變成立方晶(cubic)相，而立方晶相在2680℃溶解成液相。高溫立方晶相(c—zr02)呈caF2結構，其中z一-離子位于立方心部o2。離子位于角上8個陽離子與鉆離子之間的距離相等，Zr的配位數(shù)是8，形成Zr-0四而體。

　　在不同溫度下，Zr02有三個同質(zhì)異構體(polymorph)存在，即立方相(cubic)，四方相(tatragonal)，單斜相(monoclinic)。它們的化學組成基本相同，存在的相結構與溫度、壓力有關，在常壓線三種形態(tài)之間的關系可表小為：

　　三種晶型的密度分別是：m相5.65g／cm3，什日6lOg／cm3，c相620g／cm3。整個相叟過程是可逆的，即是升溫和冷卻速度很快，也無法阻止。純ZrO，燒結冷卻時發(fā)生t—m相變?yōu)闊o擴散相變，具有典型的馬氏體相變特征，并伴隨產(chǎn)生約5％的體積膨脹和相當大的剪切應變約5％-7％；相反在加熱時，由m—t相變，體積收縮。純ZrO鼎制品在加熱、冷卻過程巾要發(fā)生品掣轉(zhuǎn)變，引起體積效應(熱縮、冷脹)，易使制品開裂，其力學性贗和抗熱震能力都很差，小能作為結構才料，所以要采取穩(wěn)定晶型的措施。