氧化鋯陶瓷為什么會在低溫下發(fā)生老化現(xiàn)象？

氧化鋯陶瓷據(jù)我們了解是一種耐高溫陶瓷，可耐1350度的高溫，溫度超過時便會發(fā)生形變，但你們知道氧化鋯陶瓷在低溫環(huán)境下同樣會發(fā)生老化現(xiàn)象影響其使用，科眾陶瓷廠接下來分析一下。

氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯陶瓷（Y－TZP）具有高強度、高斷裂性能、耐磨性等優(yōu)異的機械性能。但它在100～400℃溫區(qū)（特別是潮濕的環(huán)境中）長期使用時，會導致力學性能的顯著下降，在其表面伴隨有微觀或宏觀的微裂紋，這就是所謂的Y－TZP低溫老化現(xiàn)象（簡稱LTD）。

研究表明，這種現(xiàn)象的產生是由于材料的表面向內部發(fā)生t→m相相變，產生體積膨脹，從而引起微裂紋和宏觀裂紋，最終引起材料性能的下降。大量研究表明，材料中晶粒尺寸和穩(wěn)定劑的含量在很大程度決定了材料四方相的穩(wěn)定性，進而而影響材料的抗低溫老化性能。其中降低晶粒尺寸和增加Y2O3含量都可以有效抑制四方相向單斜相的相變發(fā)生

帶槽氧化鋯陶瓷圓盤

晶粒尺寸低于臨界晶粒尺寸的燒結體難以發(fā)生老化現(xiàn)象。 Watanabe在300℃空氣中進行了100h的老化試驗2發(fā)現(xiàn)其發(fā)生低溫老化的臨界晶粒尺寸是0．3gm和0．5um。可見通過微觀結構設計，嚴格控制燒結體的晶粒尺寸至合適的范圍是有必要的。

他還報道了當Y2O3含量（摩爾分數(shù)）從2％增加到5％時，材料的相變臨界尺寸將從0．2m增加0．6pmMatsumoto20發(fā)現(xiàn)Y－TZP材料在230℃，400h的熱處理條件下發(fā)生t→m相變，性能衰退。若再在1000℃，24h條件下重新高溫處理，則強度可恢復到老化前的數(shù)值，而且通過在Y2O、CeO2、MgO或CaO等粉末中埋燒］，或者在CeO2的粉末中將燒結的Y－TZP通過熱處理而形成表面層的方法?，都可阻止低溫老化的產生，其機理在于表面重結晶出細小的單相氧化結晶粒從而阻止了表面層的相變轉變。

還有陶瓷負溫深冷表面改性研究，通過低溫深冷處理Y－TZP材料，表面應力狀態(tài)由張應力變?yōu)閴簯σ苍谝欢ǔ潭壬细纳撇牧系男阅堋＿€還有資料表明Al2O的彌散阻止了Y－TZP材材料的強度衰減，降低了t－m相相變速度［30莫來石和尖晶石的添加也有類似阻止相變發(fā)生的作用。