氧化鋯陶瓷注射成型;氧化鋯陶瓷的生產(chǎn)工藝
在大自然中是不存在氧化鋯陶瓷的,都是需要人工合成的,但是說的簡單氧化鋯陶瓷注射成型還偏偏不容易那么的合成,但是經(jīng)過研究,我們還是掌握了他的技術(shù),做一下簡單的介紹。
常壓下純的氧化鋯有三種晶型,低溫為單斜晶系,密度5.65g/cm3,高溫為四方晶系,密度6.10g/cm3,更高溫度下為立方晶系,密度6.27g/cm3,其相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
天然ZrO2和用化學(xué)法得到的ZrO2屬于單斜晶系。單斜晶型與四方晶型之間的轉(zhuǎn)變伴隨有7%左右的體積變化。加熱時(shí)由單斜ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆絑rO2,體積收縮,冷卻時(shí)由四方ZrO2轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡盳rO2,體積膨脹。但這種收縮與膨脹并不發(fā)生在同一溫度,前者約在1200℃,后者約在1000℃。
由于晶型的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生體積變化,會(huì)造成開裂,故單純的氧化鋯陶瓷很難生產(chǎn),通過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)加入適量的晶型穩(wěn)定劑CaO、MgO、Y2O3、CeO2等和其他稀土氧化物,可以使ZrO2相變溫度降低至室溫以下,使高溫穩(wěn)定的四方和立方氧化鋯在室溫也能以穩(wěn)定或亞穩(wěn)定形式存在,形成無異常膨脹、收縮的立方、四方晶型的穩(wěn)定氧化鋯(FSZ)和部分穩(wěn)定氧化鋯(PSZ)。
氧化鋯中隨著穩(wěn)定劑加入量的不同,會(huì)產(chǎn)生不同晶型的氧化鋯,相變過程中由于體積和形狀的改變,能夠吸收能量,減少裂紋尖端應(yīng)力集中,阻止裂紋擴(kuò)展,提高陶瓷材料的韌性,從此氧化鋯相變?cè)鲰g陶瓷的研究和應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展,氧化鋯陶瓷主要有三種類型:部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷;四方氧化鋯多晶體陶瓷;氧化鋯增韌陶瓷。