氧化锆陶瓷的基本性能和发展

         氧化锆陶瓷的基本性能，并对氧化锆陶瓷材料自问世以来被人类所利用的领域进行了详细的研究，发现目前除被广泛应用于传统领域耐火材料、结构材料、功能材料、宝石材料之外，正逐渐被装饰陶瓷所采纳，如彩色氧化锆陶瓷、陶瓷首饰等异军突起，成为装饰陶瓷领域的一支奇琶，倍受世人瞩目。

        氧化锆陶瓷是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良导电性能的无机非金属材料，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域，直到上世纪70年代中期以来，国际上欧美日先进国家竟相投入具资研究开发氧化锆陶瓷生产技术和氧化锆陶瓷系列产品生产,进一步将氧化锆陶瓷的应用领域扩展到结构材料和功能材料，同时氧化锆陶瓷也是国家产业政策中鼓励发展的高性能新材料之一，目前正广泛地被应用于各个行业中。

        氧化锆陶瓷基本性能常压下纯的氧化锆有三种晶型，低温为单斜晶系，密度5.65g/cm3，高温为四方晶系，密度6.10g/cm3，更高温度下为立方晶系，密度6.27g/cm3，其相互间的转化关系如下：四方和立方氧化锆陶瓷在室温也能以稳定或亚稳定形式存在，形成无异常膨胀、收缩的立方、四方晶型的稳定氧化锆陶瓷（FSZ）和部分稳定氧化锆（PSZ）。氧化锆陶瓷中随着稳定剂加入量的不同，会产生不同晶型的氧化锆陶瓷，相变过程中由于体积和形状的改变，能够吸收能量，减少裂纹尖端应力集中，阻止裂纹扩展，提高陶瓷材料的韧性，从此氧化锆相变增韧陶瓷的研究和应用得到了迅速的发展，主要有三种类型：部分稳定氧化锆陶瓷；四方氧化锆多晶体陶瓷；氧化锆增韧陶瓷。

        纯氧化锆陶瓷为白色，含杂质时呈黄色或灰色，一般含有HfO2，不易分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨，氧化锆陶瓷通常是由锆矿石提纯制得。在常压下纯ZrO2共有三种晶态：单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2)，上述三种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化：

        温度　密度

        单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2)　<950℃　5.65g/cc

        四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2)　1200-2370℃　6.10g/cc

        立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2) >2370℃ 6.27g/cc

        氧化锆陶瓷上述三种晶态具有不同的理化特性，在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能，通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷，如部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia，PSZ)，当稳定剂为CaO、MgO、Y2O3时，分别表示为Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ等。由亚稳的t- ZrO2组成的四方氧化锆称之为四方氧化锆多晶体陶瓷(tetragonal zirconia polycrystal，TZP)。当加入的稳定剂是Y2O3 、CeO2，则分别表示为Y-TZP、Ce-TZP等。

        氧化锆陶瓷发展前景

        随着现代科学技术和测试技术的发展，人类对于氧化锆陶瓷的认识必将更进一步深入，氧化锆陶瓷定会以新的面貌出现，近几年国内的一些 公司已能够生产高质量超细氧化锆陶瓷粉体，且大部分产品出口，但是在粉料制备方面仍然整体处于较落后水平，今后的发展应朝着超细、高纯方向发展，产品制造方面 应朝着新功能、新应用领域方向发展，不断扩大氧化锆陶瓷应用领域。目前氧化锆陶瓷材料应用领域正逐渐发展到装饰陶瓷领域、珠宝首饰品领域，高档奢侈品消费领域，正沿着种类、功能多样化的趋势发展。