氧化锆陶瓷凭借 “高强度 + 高韧性 + 多功能” 的组合,成为现代材料领域的 “全能选手”,其应用范围仍在不断扩展,尤其在高端制造和医疗领域的需求持续增长。
氧化锆的晶体结构随温度变化(单斜相→四方相→立方相),常温下为单斜相,高温下相变会导致体积变化(约 3-5%),易开裂。通过掺杂氧化物可稳定结构,常见类型:
部分稳定氧化锆(PSZ)
掺杂少量氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)等,形成四方相和立方相共存的结构,兼具高强度和韧性,多用于结构件(如轴承、刀具)。
全稳定氧化锆(FSZ)
掺杂较高比例的氧化钇(Y₂O₃)或氧化铈(CeO₂),形成纯立方相结构,耐高温和抗热震性优异,适合高温环境(如耐火材料、氧传感器)。
四方相氧化锆多晶体(TZP)
以氧化钇为主要稳定剂,晶粒细小(微米级),常温下为四方相,韧性和强度最高(抗弯强度可达 1500 MPa),是医疗、精密机械的首选材料。