3mol/5mol/8mol氧化钇稳定氧化锆陶瓷的区别

不少客户咨询能不能做5mol氧化钇稳定氧化锆或者8mol氧化钇稳定氧化锆的陶瓷产品，小编被问得一脸问号？我们常见氧化锆的区别是钇稳定氧化锆和镁稳定氧化锆，没想到根据钇稳定的含量不同，还有这么多分类。

不同mol的氧化钇稳定氧化锆究竟会有哪些不同呢?让我们一起来看看吧!

氧化锆是陶瓷材料中应用比较广泛的一种，它有3种结构不同的相，即单斜相、四方相和立方相。不同的相含量可以对氧化锆陶瓷材料的性能产生较大的影响。目前，常见的多为钇稳定的氧化锆材料。其中以3Y-TZP(3%(摩尔分数) Y2O3)材料的力学性能最佳，它也是目前最常用的一类氧化锆陶瓷材料，在不同的行业有着广阔的应用前景，如化工、机械等。不同方法制得的3Y-TZP性能差别较大。为了得到较高力学性能的氧化锆陶瓷材料，可以采用控制烧结温度、掺杂等。加入添加剂也可以在一定程度上改变材料的晶粒尺寸、相组成等。晶粒尺寸和相组成对陶瓷材料的物理性能会产生显著的影响，所以研究晶粒形貌及相组成对陶瓷材料的影响，对探讨整体提高氧化锆材料的性能有着重要的意义。

钇含量对相对密度的影响

最大致密化所对应的氧化钇的摩尔分数是3%，相对密度达到98.113%。在临界点之前，随着氧化钇含量的增加，样品的致密度逐渐增大，临界点之后又逐渐降低。显然氧化钇摩尔分数为3%的烧结体的相对密度均大于其它各组的相对密度，说明Y2O3可促进烧结中氧化锆的致密化。这是因为Y3+的半径(1.06A)比Zr4+的半径(0.87A)大，当Y2O3与ZrO2形成置换固溶体时使ZrO2主晶相晶格畸变，缺陷增加，便于结构基元移动而促进烧结，从而获得较高的致密度。而当氧化钇含量超过临界值后，Y2O3在氧化锆基体中的作用减弱，过多的Y2O3又阻碍了氧化锆烧结过程中的结晶，因而相对密度逐渐下降。另外，X射线光电子能谱(XPS)分析表明，Y3+偏聚在晶界处，它将强烈阻碍晶界的运动，可防止或推迟气孔与晶界分离现象发生，从而使致密化过程在烧结后期得以继续进行。而当氧化钇含量为3%(摩尔分数)时，这种作用得到了最大的发挥，因此，在3%(摩尔分数)附近，氧化锆陶瓷材料的致密度达到最大。

氧化钇含量对氧化锆陶瓷力学性能的影响

随氧化钇摩尔分数的增加，氧化锆陶瓷的抗弯曲强度迅速增大，在氧化钇含量为3%(摩尔分数)处获得最大强度值，再增加氧化钇含量，强度值不再增大，转而逐步减小。

随着钇摩尔分数的增加，氧化锆陶瓷材料的硬度增大，在3%处材料的硬度达到最大值，之后随钇含量增加，氧化锆的硬度逐渐降低。钇含量为3%(摩尔分数)时钇稳定氧化锆的颗粒尺寸最小，并且氧化锆具有较高的致密度。当钇的摩尔分数为3%时，氧化锆的微观结构出现了一定量的细长晶体，在细小的氧化锆颗粒与块体之间长晶体起凝固桥连作用，这使得氧化锆材料结合更为紧密，获得了较高的结合力，这也是钇含量在3%时陶瓷出现较高硬度的原因。

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