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在紛繁多彩的陶瓷材料世界里，氧化鋯陶瓷一直是一顆耀眼而獨特的明珠。通過元素摻雜，氧化鋯陶瓷可以設計出不同的結構性能或光學、電學以及熱學性能。而這與它的晶體學特性是密切相關的。

從晶相結構上來說，氧化鋯隨著溫度的

升高可以呈現三種熱力學穩定態：

● 單斜(Monoclinic)氧化鋯( m- ZrO₂ )

● 四方(Tetragonal)氧化鋯( t- ZrO₂)

● 立方(Cubic)氧化鋯( c- ZrO₂ )

其中，當純氧化鋯隨著溫度降低從四方相轉變為單斜相時，會產生3-5%的體積膨脹和1-7%的剪切應變增加，從而導致氧化鋯制品的開裂。通過加入穩定劑，可使氧化鋯在常溫下穩定在四方相或立方相，而避免了體積變化造成的開裂問題。常見的穩定劑有氧化鈣、氧化鎂、氧化釔、氧化鈰等。他們的穩定原理基本是通過固溶在氧化鋯晶格中，由于摻雜離子與鋯離子的離子半徑、配位數等方面的差異，影響了原有的晶體結構，使氧化鋯 “鎖定”在了四方相或立方相，從而達到了一種亞穩定狀態。

按照不同穩定劑區分

鈣穩定氧化鋯 & 鎂穩定氧化鋯：

多用于耐火耐高溫應用。

釔穩定氧化鋯 & 鈰穩定氧化鋯：

多用于結構陶瓷及其它特殊應用。

其中，鈰穩定氧化鋯的結構件制品，更多的是由于某時期氧化釔價格暴漲，而不得不轉向開發的替代產品，其最終的材料機械性能是低于釔穩定氧化鋯的。并且由于氧化鈰的摻雜，鈰穩定氧化鋯會出現深淺不一的黃褐或黑色，對成品的顏色穩定性也造成了一定的干擾。基于釔穩定氧化鋯制品的優良性能，且目前氧化釔價格平穩，供應穩定，所以釔穩定氧化鋯仍然是市場主流的需求產品。

按穩定劑摻雜比例區分

以釔穩定氧化鋯為例，按照氧化釔穩定劑的摻雜比例不同，常見的釔穩定氧化鋯有3mol%、5mol%、8mol%。隨著氧化釔摻雜量的變化，氧化鋯陶瓷可在常溫下穩定在不同的晶相狀態，同時也表現出了不同的性能。

mol% 摩爾百分比

Tips：mol%是摩爾百分比，是將物質的計量方式從質量換算為物質的量后，計算出的在混合中的比例。mol是物質的量的單位，物質的量（n）與質量（m）通過摩爾質量（M）進行換算：n=m/M。摩爾質量在數值上等于該物質的相對原子質量或相對分子質量。

從上圖中可以看出當氧化釔含量為3mol%時，此時穩定鋯的抗彎強度最高，同時具有高韌性、高硬度和耐磨性。所以我們平時常見的氧化鋯陶瓷刀、陶瓷牙、陶瓷結構件大多為此種材料。

圣戈班西普提供完善的3mol%系列氧化鋯粉體產品（CY3Z和GY3Z系列）。該系列的粉體活性好，燒結后的陶瓷成品強度高，色澤一致性好，現被廣泛應用于制造各類結構件及3D打印產品。

CY3Z

釔穩定氧化鋯粉體

GY3Z

釔穩定氧化鋯

造粒粉

產品應用

如果需要其他方面的優異性能，例如透光率、離子導電性、水熱性能等，就需要調整氧化釔的含量了。一般來講，隨著釔含量的繼續上升，透光率、離子導電性和水熱性能等會隨之提高，但同時，陶瓷強度和硬度則會下降，所以如何平衡好其他性能的需求和陶瓷的機械性能就成了關鍵。

圣戈班西普(ZirPro)有CY5Z，CY8Z及CYnZ系列的粉體產品，通過嚴格的化學工藝設計，精心控制氧化釔的摻雜和氧化鋯的晶體狀態。這些系列的氧化鋯粉體，可適用于壓制、流延、注塑、3D打印等多種加工工藝，制成的陶瓷成品在滿足優越的光電熱性能的同時，也保有良好的結構性能，可機加工性強，持久耐用，現被廣泛應用于離子導體、燃料電池、熱障涂層等應用領域。