氧化锆陶瓷为什么会在低温下发生老化现象？

氧化锆陶瓷据我们了解是一种耐高温陶瓷，可耐1350度的高温，温度超过时便会发生形变，但你们知道氧化锆陶瓷在低温环境下同样会发生老化现象影响其使用，科众陶瓷厂接下来分析一下。

氧化钇稳定的四方氧化锆陶瓷（Y－TZP）具有高强度、高断裂性能、耐磨性等优异的机械性能。但它在100～400℃温区（特别是潮湿的环境中）长期使用时，会导致力学性能的显著下降，在其表面伴随有微观或宏观的微裂纹，这就是所谓的Y－TZP低温老化现象（简称LTD）。

研究表明，这种现象的产生是由于材料的表面向内部发生t→m相相变，产生体积膨胀，从而引起微裂纹和宏观裂纹，最终引起材料性能的下降。大量研究表明，材料中晶粒尺寸和稳定剂的含量在很大程度决定了材料四方相的稳定性，进而而影响材料的抗低温老化性能。其中降低晶粒尺寸和增加Y2O3含量都可以有效抑制四方相向单斜相的相变发生

带槽氧化锆陶瓷圆盘

晶粒尺寸低于临界晶粒尺寸的烧结体难以发生老化现象。 Watanabe在300℃空气中进行了100h的老化试验2发现其发生低温老化的临界晶粒尺寸是0．3gm和0．5um。可见通过微观结构设计，严格控制烧结体的晶粒尺寸至合适的范围是有必要的。

他还报道了当Y2O3含量（摩尔分数）从2％增加到5％时，材料的相变临界尺寸将从0．2m增加0．6pmMatsumoto20发现Y－TZP材料在230℃，400h的热处理条件下发生t→m相变，性能衰退。若再在1000℃，24h条件下重新高温处理，则强度可恢复到老化前的数值，而且通过在Y2O、CeO2、MgO或CaO等粉末中埋烧］，或者在CeO2的粉末中将烧结的Y－TZP通过热处理而形成表面层的方法기，都可阻止低温老化的产生，其机理在于表面重结晶出细小的单相氧化结晶粒从而阻止了表面层的相变转变。

还有陶瓷负温深冷表面改性研究，通过低温深冷处理Y－TZP材料，表面应力状态由张应力变为压应力也在一定程度上改善材料的性能。还还有资料表明Al2O的弥散阻止了Y－TZP材材料的强度衰减，降低了t－m相相变速度［30莫来石和尖晶石的添加也有类似阻止相变发生的作用。