氧化锆陶瓷的制备及其应用

介绍了氧化锆的基本性质、氧化锆超细粉体的制备方法、高性能氧化锆陶瓷材料的成型工艺以及其在各领域的应用情况.     

韧性氧化锆陶瓷的力学性能

综合评述了部分稳定氧化锆(PSZ)在结构陶瓷中应用的理论基础,从而揭示了PSZ陶瓷的部分力学性能与稳定相的量、尺寸以及热处理制度、加热温度等关系,为扩大PSZ在结构陶瓷中的应用提供一些有益的参考.     

氧化锆纳米陶瓷室温微区循环超塑性的研究

通过原子力显微镜（ＡＦＭ）首次发现和证实了纳米３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷（１００ｎｍ左右）室温循环拉伸断口表面的某些微观区域已发生了超塑性变形，而比较亚微米尺寸的３Ｙ－ＴＺＰ陶瓷（３５０ｍｍ）经循环拉伸后，断口表面的晶粒仍保持等轴晶形。说明晶粒尺寸大小是陶瓷室温循环塑性变形的关键。另外借助原子力显微镜（ＡＦＭ）从断口侧面首次观察到大量弯曲的滑移线和表面初始的“挤出”现象，由此引伸出纳米陶瓷裂纹尖端的微区发生     

氧化钇稳定四方氧化锆陶瓷的性能老化研究

综述了Ｙ－ＴＺＰ材料的老化行为，老化机理及提高Ｙ－ＴＺＰ材料抗老化性能的主要途径及今后进一步的研究方向，同时对近年来的主要研究成果作了简要评述。     

电熔氧化锆的应用及前景

在对电熔氧化锆的化学成分、物理性能及生产工艺进行简述后,详细介绍了电熔氧化锆在陶瓷色料及耐火材料方面的应用.由于锆基色料呈色稳定性好、呈色力强、混溶性好、色泽纯正,因而电熔氧化锆在陶瓷色釉料中的用量增加.今后,电熔氧化锆的应用领域将不断拓宽,在部分领域可能取代化学锆,因此需求量也会迅速增长,应用前景十分看好.     

纳米氧化锆复合陶瓷在牙科上的应用发展

纳米氧化锆复合陶瓷由于具有良好的相变增韧性能而被作为新型义齿材料。本文介绍了被广泛应用于牙科界的两种纳米氧化锆复合陶瓷及其制备方法：纳米增韧复合陶瓷（ZTA）、四方相氧化锆多晶体（TZP）,以及纳米氧化锆复合陶瓷的增韧机理与机制;概述了氧化锆复合陶瓷在牙科的研究现状以及氧化锆复合陶瓷材料的发展前景及应用限制。     

氧化锆增韧陶瓷（ZTC）的晶界结构

本文用 JEM200CX 超高分辨型透射电子显微镜对 ZTC 陶瓷的晶界结构进行了研宄。发现 Al_2O_3与ZrO_2之间的晶界存在共格点、共渗和无序结构形式,并发现晶界处常为 ZrO_2相变的成核区。ZrO_2(m)和ZrO_2(t)之间的晶界,既能成为 ZrO_2相变的成核区,也能阻止 ZrO_2相变的延续发展。只有当两个 ZrO_2晶粒的同类型晶面取向相近时,ZrO_2的相变才容易通过晶界而发展。ZrO_2(t)和 ZrO_2(t)之间的晶界具有较好的共格点结构,形成交错的锯齿状,这是 TZP 陶瓷具有高强和高韧的原因之一。     

^57Fe注入氧化锆陶瓷注入层结构的研究

对氧化钇部分稳定氧化锆在室温下进行了＾５７Ｆｅ离子注入和热退火处理，应用Ｒｕｔｈｅｒｆｏｒｄ背散射技术，喇曼光谱和Ｘ射线光电子能谱等方法研究了末退火和退火的离子注入样品中Ｆｅ＾＋的纵向浓度分布，注入层中各离子的化学结合状态及注入层的结构。     

氧化锆材料的特性及在结构陶瓷中的应用和发展

综述了氧化锆材料的某些应用特性、在结构陶瓷中的应用发展和目前氧化锆材料制备的技术问题.     

ZrO2陶瓷的制备及应用研究进展

对ZrO2陶瓷粉末制备工艺和ZrO2陶瓷烧结技术进行为全面的总结，并对其在实际中的应用及今后的研究方向作了简要的概括和说明。     

氧化锆掺杂BaTiO_3陶瓷显微结构和介电性能研究

为了改变纯钛酸钡陶瓷的介电性能,以钛酸钡和氧化锆为原料,通过固相烧结法制备了不同物质的量比氧化锆掺杂钛酸钡基介电陶瓷。利用X射线衍射仪、透反射偏光显微镜和安捷伦LCR仪分析了其显微组成、相结构和介电特性。实验表明:氧化锆的掺杂不改变钛酸钡的晶体结构,当频率保持不变时,改变氧化锆在BaTiO3陶瓷中的掺杂量不会影响介电峰的位置,只影响了峰值大小。当掺杂物质的量比保持不变时,改变频率对峰的位置影响较大,呈现出随着频率的增加向高温区移动,峰值由大到小再到大的现象。在100 Hz下,当掺杂物质的量比为1.08∶100时介电常数最大。     

Gel—casting法制备氧化锆陶瓷

对ＺｒＯ２注凝成型工艺中分散剂、固相体积含量对浆料流度性的影响进行了研究。     

添加同组分纳米粉对氧化锆复合陶瓷断裂韧性的影响

本研究采用溶胶凝胶法制备出钇稳定四方氧化锆(3Y-TZP)纳米粉,分析了粉体相组成随热处理温度的变化;并将该纳米粉和同组分微米粉冷等静压成型,1300℃烧结后得到纳微米复合ZrO2陶瓷.单边切口梁法测试了材料的断裂韧性,讨论了其与陶瓷断裂方式、粒径、物相组成及致密度的关系.结果表明,同组分纳米粉的添加,不影响材料的物相组成,但会导致材料断裂方式的改变以及粒径和致密度的变化,从而使复合陶瓷的断裂韧性随氧化锆纳米粉含量的增加先升后降.     

熔融沉积法3D打印制备氧化锆陶瓷及其力学性能研究

在传统熔融沉积方法的基础上,采用颗粒混合料和螺杆挤出机构3D打印制备了致密和多孔氧化锆陶瓷,系统研究了颗粒原料的打印性能、坯体显微结构特征和陶瓷材料的力学性能。研究结果表明,该方法可以实现倾角达165°和跨度为5.5mm的无支撑结构的打印成型。研究了两种打印路径对致密氧化锆陶瓷抗弯强度及抗弯强度Weibull模数的影响,结果表明与传统单线填充模式相比,"单线+矩形"复合填充模式可以得到更高致密度和更优力学性能的陶瓷(抗弯强度达到637.8 MPa, Weibull模数达到9.10)。研究了不同气孔率多孔氧化锆陶瓷的压缩力学行为,结果表明陶瓷的抗压强度和气孔率之间存在复合指数规律,低气孔率时异面压缩的应力–应变曲线只呈现弹性阶段,高气孔率时出现弹性阶段和坍塌阶段,均未出现密实阶段。     

纳米氧化锆粉体的表面改性研究

本文初步研究了己二酸，硬脂酸对纳米氧化锆陶瓷粉体的表面改性作用及其对粉体的极性和流动性的影响。实验结果表明，己二酸，硬脂酸中的羧基与纳米氧化锆粉体颗粒表面的羟基发生类似于酸和醇的酯化反应，并在其表面形成单分子膜。经过表面改性的纳米氧化锆粉体由极性转化为非极性，同时表现出良好的流动性能。     

ZrO2及ZrO2陶瓷的应用

５０多年前，ＺｒＯ２在工业上的应用远远没有开发出来，７０年代以来，世界范围内都致力于ＺｒＯ２陶瓷的研究，原因是它在工程应用上显示出了比现代金属刚性件更优异的性能。可以预言，若干年后，ＺｒＯ２在各种工程陶瓷、电子陶瓷、高级耐火材料、喷气式飞机的某些零部件等方面的应用将得到更大的发展。     

可切削的氧化锆陶瓷牙科修复体的制备

通过控制CaO_₂-Al_₂O_₃-SiO_₂硅酸盐玻璃粉体,在1300℃低温下液相烧结获得热膨胀系数在7.19×10 ^-6/℃和8.15×10^-6/℃范围内,与修复体饰瓷相近,其强度在340～360MPa,韧性在2.7～3.5 MPa·m^I/2,可切削性与In-Ceram相当的氧化锆陶瓷牙科修复体.     

等离子喷涂制备氧化锆陶瓷涂层的显微组织

采用等离子喷涂方法制备了纳米氧化锆热障涂层,并对涂层的显微组织进行了分析。结果表明：涂层由熔化区和部分熔化区组成,涂层中含有较多的孔隙,其形貌主要为长条形和近球形,未发现有贯穿性孔洞,但有细小且无明显方向性的微裂纹;涂层中的纳米氧化锆颗粒熔化长大程度不同,部分颗粒长大成为微米级。     

氧化锆陶瓷扫描光固化成形与脱脂烧结工艺研究

氧化锆陶瓷具有良好的力学性能、生物相容性以及耐腐蚀性, 在牙科修复领域得到了广泛应用。目前的氧化锆陶瓷光固化成形技术存在成形精度低, 烧结效率低, 收缩率高以及收缩各向异性明显等缺点。为解决以上问题, 本工作利用不同官能度单体配置了混杂体系树脂, 并利用混杂体系树脂配置了体积分数55%固相含量的陶瓷浆料, 离散了有机物热解区间, 有效避免素坯开裂, 提高脱脂效率。研究了激光功率和扫描速度对固化单元形状的影响, 并在兼顾成形精度和效率的前提下, 选择的最佳激光功率和扫描速度分别为670 mW和2500 mm/s。分别研究了扫描间距和线宽补偿对平面成形精度的影响以及分层厚度对堆积方向成形精度的影响, 选择的最佳扫描间距、线宽补偿和分层厚度分别为0.08、0.10和0.03 mm。在氮气气氛下对素坯进行脱脂, 降低了有机物热解速度, 进一步避免素坯开裂, 提高脱脂效率。脱脂件烧结后的平面收缩率为(18.26±0.10)%, 堆积方向收缩率为(19.20±0.13)%, 在收缩率降低的同时, 收缩各向异性也明显得到控制, 为其在牙科修复领域的应用奠定了基础。