氧化鋯陶瓷晶體結(jié)構(gòu)和相變特性

　　純氧化鋯陶瓷有二種同素異形體結(jié)構(gòu)，一般在常壓下Zr02有二種晶體結(jié)構(gòu)：在室溫時(shí)為單斜晶(monoclinic)相，1170℃時(shí)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(jié)構(gòu)，其中z一-離子位于立方心部o2。離子位于角上8個(gè)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(gè)同質(zhì)異構(gòu)體(polymorph)存在，即立方相(cubic)，四方相(tatragonal)，單斜相(monoclinic)。它們的化學(xué)組成基本相同，存在的相結(jié)構(gòu)與溫度、壓力有關(guān)，在常壓線三種形態(tài)之間的關(guān)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(gè)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(jié)冷卻時(shí)發(fā)生t—m相變?yōu)闊o擴(kuò)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(dāng)大的剪切應(yīng)變約5％-7％；相反在加熱時(shí)，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(yīng)(熱縮、冷脹)，易使制品開裂，其力學(xué)性贗和抗熱震能力都很差，小能作為結(jié)構(gòu)才料，所以要采取穩(wěn)定晶型的措施。