常壓燒結致密氧化鋯陶瓷

李 禎，岳建設，李爾波，楊得草

（咸陽師范學院 化學與化工學院，陜西 咸陽 712000）

氧化鋯陶瓷是一種性能優良的工程陶瓷材料，具有良好的耐高溫性能、耐腐蝕性能[1]和耐磨性能[2]，廣泛應用于各種復雜環境中的工程部件上[3]。除此之外，氧化鋯導熱系數和熱膨脹系數低，化學性質穩定，可以用來制備耐高溫和耐腐蝕的零件[4]。氧化鋯有3種晶型，分別是低溫單斜晶（M型），高溫四方晶（T型）和超高溫立方晶（C型）。不同晶型的氧化鋯具有不同的性質，為了獲得不同晶型，往往添加不同的燒結助劑，以獲得所需要的晶型[5-7]。通常考慮到陶瓷材料的生產成本，燒結出四方晶型即可滿足工程需要。四方晶型的氧化鋯具有良好的熱穩定性，粉體具有一定的活性，有益于燒結。為了增加燒結的效果，在氧化鋯粉體中添加燒結助劑，從而顯著降低燒結溫度，增加氧化鋯陶瓷的致密度。Y2O3是燒結氧化鋯常用的燒結助劑，適當地控制Y2O3的添加量可以促成氧化鋯的低溫燒結，形成部分穩定的氧化鋯陶瓷材料。T型氧化鋯通過相變增韌，可以獲得良好的機械性能。因此，T型氧化鋯是一種應用最廣泛的工程陶瓷材料。

采用燒結助劑雖然可以促進氧化鋯陶瓷的燒結，但是無法形成完全致密的基體，為了獲得致密的基體往往采用熱壓燒結[8]。但是，昂貴的熱壓設備限制了工業化生產。為此，本研究通過添加燒結助劑，采用常壓燒結，以獲得致密的基體。致密的基體中沒有氣孔等缺陷的存在，減少了裂紋源，可以顯著提高材料的力學性能，使得材料適用于更廣泛的應用領域。……