纯 ZrO₂ 冷却时会:立方→四方→单斜,伴随 **≈5% 体积膨胀 **,直接开裂。
稳定晶相(必备):加3–8 mol% Y₂O₃,把高温四方相(t-ZrO₂)稳定到室温,得到Y-TZP(钇稳定四方氧化锆)。
相变增韧(陶瓷钢):受力时四方相→单斜相,体积膨胀吸收断裂能,韧性大幅提高:
抗弯:600–800 MPa → 1200–1600 MPa
断裂韧性:3–5 → 8.5–12 MPa·m¹/²
细化晶粒、提高致密度:晶粒均匀细小(0.5–1 μm),致密度可达98%+。
典型应用:3Y-TZP(3 mol% Y₂O₃)用于牙科全瓷冠、陶瓷轴承、刀具、手机背板。
氧化钇在陶瓷中:对氧化锆是 “稳相 + 增韧” 核心;对 SiC/Si₃N₄/Al₂O₃是 “降烧温 + 促致密 + 强晶界” 助剂;对透明 / 光学陶瓷是 “高透 + 稳结构” 基质与改性剂。
工业制造:
耐火材料:用于制作高温坩埚、耐火砖,能承受 2000℃以上的超高温 。
精密部件:用于制造陶瓷轴承、刀具、光纤插针等耐磨零件,寿命比金属部件更长 。
电子与航天:用于氧传感器、燃料电池以及航空发动机的热障涂层,帮助部件耐高温