氧化锆陶瓷的相变特点

氧化锆陶瓷的相变特点

氧化锆陶瓷的相转变中，四方相与单斜相的相互转变是人们关注和研究的热点，一开始的研究指出氧化锆陶瓷单斜相与四方相的转变为马氏体相变，随后的众多研究表明，四方相与单斜相之间的转变具有下列特征：

1.体积效应。由t-ZrO₂变成m-ZrO₂。对应体积膨胀，反之发生体积缩小。相变伴随3%~5%的体积效应和7%~8%的剪切形变。

2.热滞现象。氧化锆陶瓷单斜相转变成四方相温度为1170℃，而四方相转变成单斜相时由于单斜相成核的困难，相变温度滞后约200℃。

3.较快的相变速度。氧化锆陶瓷的相变以近似于该固相中声波的传播速度进行，比裂纹扩展的速度大一倍。这一特征为吸收断裂能和材料增韧提供了必要条件。

4.相变为非热过程。氧化锆陶瓷的相变过程不是在特定温度下而是在一个温度范围内进行的。相变的产物量不是等温下时间的函数，而是随温度的变化而异。

5.相变受力学约束状态影响。氧化锆陶瓷处于压应力状态时，t→m相变将受到抑制，反之，则有利于相变的发生。

6.具有颗粒尺寸效应。当颗粒小于某一临界尺寸时，t-ZrO₂，可保留至室温而不发生相变。

7.相变为无扩散过程。氧化锆陶瓷的四方晶和单斜晶中原子排列顺序相同，仅其位置略有差异。相变时各原子只需在小于原子间距的范围内移动，相变无须伴随原子扩散。