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内衬陶瓷复合钢管：氧化锆陶瓷的三种典型组织

ZTA陶瓷有三种组织，其中每种组织都含有不同成分的氧化锆陶瓷，下面远达陶瓷厂厂会详细介绍TZP材料的物理性能以及氧化锆陶瓷在其中起到的重要作用。

ZTC陶瓷有三种典型组织:

①ZrO2相基体上弥散分布着tZrO2的双组织织,即PSZ。

②细小的晶粒完全是t-ZrO2相,即TZP。

③t-ZrO2相作为增韧相分散到其他陶瓷基体,如ZTA。

其中TZP是ZTC材料中室温力学性能高的一种材料(其力学性能见表-28),TZP中又以Y2O2作为稳定剂的Y-TZP应用为广泛。TZP材料的制备以相图(图-2)作指导9,稳定剂Y2O3的含量在.75%~3.5%(摩尔分数)范围变化。t-ZrO2的含量取决于组成、烧烧结温度和时间般在60%~00%之间变化。典型的TZP材料徵观结构为粒径为0.5~2m的等轴晶组成的均匀组织2(如图-3所示)。当原料中含有异类组分(如SiO2)时,在界面上往往存在由异类组分和Y2O3组成的玻璃相。

Y-TZP力学性能与稳定剂Y2O2的含量及t-ZrO2的晶粒尺及微观结构密切相关2~24],两者通过影响t-ZrO2的可相变能力和相变区高度h,造成了不同Y2O3的含量及t-ZrO2的晶粒尺寸的TZP材料之间的性能差异。通过对晶粒尺寸、稳定剂含量的控制可获得较好的力学性能。

稳定剂Y2O3含量是影响相变临界尺寸的主要因素,相变临界尺寸随着Y2O3含量的降低而降低,当Y2O3含量低于2mol时,材料以m-ZrO2相为主,当Y2O2含量在2%3%(摩尔分数)之间时,则以t-ZrO2相为主,临界晶粒尺寸在.0m左右,材料强度的峰值出现在2.5%~3%(摩尔分数)之间,韧性峰值则在2%(摩尔分数)Y2O3左右。当稳定剂含量一定时,TZP中决定相变增韧程度大小的可相变的t-ZrO2的体积分数取决于晶粒尺寸。

氧化锆陶瓷阀套

如图-4所示,随着晶粒尺寸增大,可相变的tZrO2体积分数增大,材料的断裂韧性随之增大2。由此可见,晶粒尺寸较小(尤其是小于00nm)的细晶Y-TZP,由于tZrO2过于稳定,相变增韧效应下降,往往导致较低的断裂韧性。针对此问题,降低TZP中稳定剂Y2O的含量,以降低相变临界尺寸,断裂韧性可达7MPa?m2L25。此外,D. Casellas26通过对YTZP材料在650℃热处理,得到到Y-TZP/PSZ双相组织,稳定室温的t-ZrO2的晶粒尺寸大可达4pm,相变高度和可相爽体积分数显著提高。

氧化锆的化学性质和物理性质在一定的范围环境内都非常稳定，所以远达陶瓷厂加工的陶瓷棒，陶瓷环，陶瓷板以及一些陶瓷结构件可以被用于各行各业。