工程陶瓷，如氧化锆(ZrO2），氧化铝（Al2O3.)、氮化硅(Si3.N4），碳化硅（SIC）等在工程应用中被更频繁地使用，因为工程师和设计人员相比，与更多传统材料相比，他们的优越性。欧洲杯足球竞彩然而，这些材料的性质与工具钢的材料不同，并且必须在它们用于更换其金欧洲杯足球竞彩属对应物之前理解。
与大多数金属相比，工程陶瓷如氧化锆通常表现出更好的耐磨性和耐腐蚀性以及优越的高温稳定性，并在许多情况下被发现带来性能和寿命的改善。随着人们越来越意识到它的有益特性，它越来越多地用于新设备和旧设备的改造。2020欧洲杯下注官网
在接下来的章节中，我们会提供一些信息，让你更好地了解氧化锆的结构，以及这与它优异的性能之间的关系。
氧化锆的结晶形式
纯氧化锆可以以三种晶体形式存在:立方晶体、四方晶体和单斜晶体。所有这些相都是立方萤石结构的变体。每个相的稳定性范围如下图1所示。
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图1所示。氧化锆晶体相稳定性的范围
纯氧化锆的四方转化
由于反应的马氏体性质和伴随的3-5%的体积膨胀，从四方到单斜的转变具有重要的技术意义。马氏体转变是重要的，因为它类似于钢中的硬化机制，它能够驾驭结构的体积膨胀，从而导致许多氧化锆工程陶瓷所显示的高强度和韧性的有趣性能。
通过马氏体相变产生的大体积变形和形状变形在组织中产生大应变。这些应变不能通过扩散来缓解，而是由周围基体的弹性或塑性变形来调节。
马氏体反应通常是无热的;也就是说，它们只在温度变化时发生。这种行为可以解释为:在转化过程中发生的应变能的增加阻碍了进一步的转化，因此，反应的化学驱动力必须增加，反应才能进行。通常这是通过过冷达到马氏体反应开始的温度，通常称为Ms温度。
稳定高温阶段
氧化锆(CaO, MgO, y2 o3)中可溶氧化物的加入降低了从四方到单斜的转变温度(t-m)和立方到四方的转变温度(c-t)。这些添加物因此被称为稳定高温相。产生稳定所需的合金氧化物的量由相关的相图确定。氧化锆-氧化钇体系的相图如图2所示。在下面。任何在立方相场中燃烧并在冷却时保持完全立方结构的成分都被称为“完全稳定”。
在抑制t-m转变的前提下，在室温下保持四方相也是可行的。这可以通过细粉、基体约束和稳定添加物的组合来实现。
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图2。氧化钇体系相图。
氧化钇-四方氧化锆多晶中的马氏体转变是如何开始的
虽然人们一致认为氧化锆中的马氏体相变是形核控制的，但基于经典和非经典过程，人们提出了不同的形核控制马氏体反应模型。
在Y-TZP的形核已观察到发生在晶角，并已证明在刻面晶间晶粒更容易比球形晶内晶粒的等效尺寸。
这种行为支持了“压力辅助”转化机制的理论。简而言之材料内的强调是受制于传播裂纹通常足以启动马氏体转变,随后的体积膨胀实际上是“停止”力量,导致了高的强度和韧性值记录了这些材料。欧洲杯足球竞彩
氧化锆“合金”系统
三种基本变换增韧氧化锆（TTZ）微结构的特征在图3中概述。
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图3。转化增韧氧化锆示意性微观结构（四方颗粒的尺寸由尺寸D表示）。
I型组织
这种结构是典型的传统部分稳定氧化锆(PSZ)，由添加8-10 mol% MgO (Mg-PSZ)产生。在1650 ~ 1850℃的立方相场中烧结后，受控冷却，组织为大立方晶粒(50 ~ 100 m)，晶粒内弥散有共格四方相析出相。为了优化其在应力下的变形性，析出相在1100到1450°C之间时效，然后变粗。
II型组织
四方氧化锆多晶(TZP)的特点是，这种细晶、主要的四方结构是由添加2-4 mol% Y产生的2O3.（Y-TZP）或9-14莫尔％首席执行官2(Ce-TZP)。为了在相对较低的温度下加强致密化以抑制晶粒生长，杂质如氧化铝和二氧化硅以非晶态晶界膜的形式被容忍。
III型微观结构
在非氧化锆基质中使用分散的部分稳定的氧化锆颗粒导致所示的微观结构。欧洲杯猜球平台通欧洲杯猜球平台过各种加工方法掺入晶间（IIIA型）或鞘内（IIIB型）的颗粒。已经使用了几种亲本基质（氧化铝，莫来石，氮化硅），与不同量的氧化锆组合。必须小心地控制颗粒的体积分数，分布和尺寸以确保最佳的机械性能。欧洲杯猜球平台
氧化锆工程陶瓷
在过去的30年里，这些相变和微观结构的使用导致了一系列氧化锆工程陶瓷的发展，这些陶瓷的性能对希望减少工业过程中的磨损和腐蚀的工程师来说非常有兴趣，但也希望使用高强度和高韧性的工程陶瓷。
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参考
- “钇四方多晶的制备与磨损”，Ian Birkby，利兹大学博士论文，1994。
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