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氧化锆陶瓷材料的性能

发布日期: 2018-07-11    阅读量(164)

氧化锆是陶瓷材料、高温材料和功能材料的重要原料,具有非常优异的物理和化学性能。在陶瓷材料中,氧化锆的高温稳定性和隔热性最好,热导率在常见的陶瓷中最低,热膨胀系数与金属材料较为接近,是重要的结构材料;特殊的晶体结构和ZrO2的相变增韧等特性,使之成为塑性陶瓷材料的宠儿;良好的力学性能和热物理性能,使其成为复合材料中性能优异的增强相。与其他的耐火材料相比,具有较高的熔点和优异的抗腐蚀性能。

在不同温度下,氧化锆主要以3种不同的同质异构体存在,即单斜晶系(m- ZrO2)、四方晶系(t-ZrO2)、立方晶系(c-ZrO2),3种晶型的密度分别为5.8g/ cm3、6.10g/cm3和6.27g/cm3。且这3种晶型之间存在相转变。

ZrO2的Zr-O键强约为Si-O键的94%,SiO2中一个Si与4个O配位,而单斜 ZrO2中的Zr与7个以上的O配位,由此可推知,ZrO2具有很髙的化学稳定性。如果某一表面可从一合适分子中夺取一个电子而形成阳离子自由基,则可以认为该表面具有氧化性质;借助于Fe3+作为探针,有学者观察到了ZrO2中Zr+的产生,说明ZrO2本身具有氧化性。如果表面能向一个合适分子给出一个电子而形成负离子自由基,则可以认为此表面具有还原性质。在经773K热处理的ZrO2表面上,可观测到硝基苯阴离子自由基的最大值,说明ZrO2本身具有还原性。

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