氧化锆陶瓷性能专题培训课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,Harbin Aurora Optoelectronics Technology Co.,Ltd.,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,1,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,Du Haidong,1,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,1,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,1,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,1,Harbin GoodTime Electronic Co.,Ltd,1,01,02,氧化锆简介,氧化锆陶瓷的重要性能和机理,-,-,03,氧化锆陶瓷应用对比与思考,-,-,04,Y-TZP,陶瓷的缺陷,目 录,一、氧化锆简介,二氧化锆（化学式：,ZrO,2,）是锆的主要氧化物，通常状况下为白色无臭无味晶体，难溶于水、盐酸和稀硫酸。一般常含有少量的二氧化铪（,HfO,2,）。化学性质不活泼，且具有高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质。,为什么不一样,？,ZrO,2,的三种晶相：,名称,相英文,简写,密度,单斜氧化锆,monoclinic,m-ZrO,2,5.65 g/cm,3,四方氧化锆,tetragonal,t-ZrO,2,6.10 g/cm,3,立方氧化锆,cubic,c-ZrO,2,6.27 g/cm,3,m-ZrO,2,t-ZrO,2,c-ZrO,2,1170,950,2370,2370,ZrO,2,三种晶相的晶胞结构,晶格参数,晶相种类,a,b,c,m-ZrO,2,5.118,5.214,5.383,81.2,t-ZrO,2,5.148,5.269,c-ZrO,2,5.080,上述三种晶态具有不同的理化特性，在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能，通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷。例如,ZTC,（,Zirconia Toughened Ceramics,）氧化锆增韧陶瓷其中,ZTC,陶瓷有三种典型组织：,1,、,c-ZrO,2,相机体上弥散分布着,t-ZrO,2,的双组织，即,PSZ,（,Partially Stailized Zirconia,）部分稳定氧化锆；,2,、细小的晶粒完全是,t-ZrO,2,相，即,TZP,（,Tetragonal Zirconia Polycrystal,）四方氧化锆多晶陶瓷，如稳定剂为,Y,2,O,3,即为,Y-TZP,；,3,、,t-ZrO,2,相作为增韧相分散到其他陶瓷机体，即,ZTC,（,Zirconia Toughened Ceramics,）。,二、氧化锆陶瓷的重要性能和机理,1,、熔点,氧化锆的熔点为,2715,，较高的熔点以及化学惰性使氧化锆可作为较好的耐火材料。,氧化锆耐火砖,氧化锆坩埚,2,、硬度大、耐磨性好,由于氧化锆陶瓷具有较大的强度和较好的耐磨性，所以其在冷成型工具、拉丝模等方面有所应用。,氧化锆陶瓷刀,氧化锆拉丝模,3,、强度大、韧性大,氧化锆陶瓷具有的较大的强度（可达,1500MPa,），虽然韧性和一些金属相比有较大差距，但相比于其他陶瓷材料氧化锆陶瓷在“陶瓷圈儿”算是佼佼者,（,1-35MPam,1/2,）。,氧化锆柱塞,氧化锆阀芯,4,、低热导率、热膨胀系数可观,氧化锆的热导率在常见陶瓷材料中最低,（,1.6-2.03 W/(mK,），热膨胀系数与金属接近。因此，氧化锆陶瓷适宜做结构陶瓷材料。,氧化锆陶瓷工件,氧化锆陶瓷手机外观件,氧化锆有众多的优点，但是纯氧化锆四方相转变为单斜相非常地迅速且可逆，并引起约,7.7%,的体积变化，易使制品开裂。,5,、,Y-TZP,Y-TZP,为钇稳定四方氧化锆陶瓷。,ZrO,2,中掺杂,2%-3%,（摩尔分数）的,Y,2,O,3,，抑制了氧化锆陶瓷在室温下向单斜相的转变，并且相对稳定地保持四方相的形态。,6,、,Y,稳定机理,Y,3+,半径与,Zr,4+,半径相近。它们在,ZrO,2,中溶解度很大，经高温处理，这些低价阳离子将取代,Zr,4+,的位置。此时为了保持材料的局部电中性而在点阵中引入氧空位，分布在二氧化锆体内，锆离子周围的空位降低了局部氧氧之间的排斥力，使配位层产生较大的畸变，从而形成能够在室温下保持亚稳定的四方晶格置换型固溶体，。,思考：,1,、为什么大部分的金属有延展性？,2,、为什么我们做的氧化锆指纹识别片可以弯曲一定的角度，而蓝宝石做的很薄也不能弯曲？,5,、,Y-TZP,增韧机理,1975,年，,Garvie,等人提出相变增韧机理。氧化锆中四方相向单斜相的转变可通过应力诱发产生。当受到外力作用时，这种相变将吸收能量而使裂纹尖端的应力场松弛，增加裂纹扩展阻力，从而大幅度提高陶瓷材料的韧性。,氧化锆陶瓷微观裂纹,应力作用图,三、氧化锆陶瓷应用对比与思考,1,、氧化锆齿科应用,牙科氧化锆加工历史进程,软质到硬质,or,硬质到软质,？,患者口腔里的氧化锆陶瓷义齿曾经经过了什么？,粉体采购,干压、等静压、预烧结,氧化锆牙科产品,义齿订单,义齿,患者,义齿加工厂,牙医,思考：,不考虑是否可行，想象一个类似于加工氧化锆齿科的方法去加工,3D,手机一体框。,Volunteers,？,四、,Y-TZP,陶瓷的缺陷,Y-TZP,陶瓷有着众多的优点，但世上没有十全十美的 东西。虽然,Y-TZP,陶瓷在“陶瓷界”算是数一数二的佼佼者，但是也是存在缺点的。,1,、中、高温力学性能下降,2,、抗热震性能较低,3,、低温老化,产品经理的工作，就是将技术上不能完成的事，计代价的绕过去。,罗永浩,谢 谢！,