氧化锆是自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石, 纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。氧化锆有三种晶体结构,低温时为单斜晶系,在1100℃以上形成四方晶型,在1900℃以上形成立方晶型。一般使用的氧化锆需要掺入钇作为稳定剂,常见浓度有13 mol%,氧化锆(YSZ)单晶具有机械和化学稳定性好、成本低的特点。
氧化锆(YSZ)晶体衬底
氧化锆是自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石, 纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。氧化锆有三种晶体结构,低温时为单斜晶系,在1100℃以上形成四方晶型,在1900℃以上形成立方晶型。一般使用的氧化锆需要掺入钇作为稳定剂,常见浓度有13 mol%,氧化锆(YSZ)单晶具有机械和化学稳定性好、成本低的特点。
常温下保持立方相的氧化锆晶体,具有硬度高(莫氏硬度8~8.5),折射率高(于6830处,n≈2.149),色散性强(~0.056)和化学稳定性好等特性。氧化锆(YSZ)单晶陶瓷材料因其高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温而被认为是具有广泛应用前景的新型陶瓷。它作为一种重要的快离子导体,在氧传感器、氧泵浦、固体氧化物燃料电池已得到广泛应用和研究。
氧化锆存在三种稳定度同素异晶体:单斜相,立方相和四方相。纯氧化锆的单斜相从室温到1170℃是稳定的,超过这一温度转变为四方相,然后在2370℃转变为立方相,直到2680℃发生融化。常温下保持立方相的氧化锆晶体,具有硬度高(莫氏硬度8~8.5),折射率高(于6830处,n≈2.149),色散性强(~0.056)和化学稳定性好等特性。
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