中國粉體網訊 氧化鋯作為性能優異的結構材料和功能材料，具有高硬度、高強度、極高的耐磨性、良好的化學穩定性、熱穩定性及優異的生物相容性等優點，同時，還具有帶隙寬、介電常數高、折射率高等性能，使其廣泛地應用于功能陶瓷材料、電子陶瓷材料、耐火材料及牙齒修復材料等領域。
但是，所有的陶瓷材料都有一個致命缺陷，就是韌性不足，需要加入穩定劑或其它方法來改善其韌性，而加入穩定劑形成穩定氧化鋯是最常用的方法之一。
釔穩定氧化鋯的性能是如何提升的
純ZrO2從高溫冷卻到室溫的過程中將發生如下相變：立方相(c)→四方相(t)→單斜相(m)，其中在1150℃左右會發生t到m相變，并伴隨約5%的體積膨脹。如果將ZrO2的t→m相變點穩定到室溫，使其在承載時由應力誘發產生t→m相變，由于相變產生的體積效應而吸收大量的斷裂能，從而使材料表現出異常高的斷裂韌度，產生相變增韌，獲得高韌性、高耐磨性。
要實現相變增韌，必須添加一定的穩定劑并適當控制燒結工藝，將高溫穩定相—四方相亞穩至室溫，獲得室溫下可相變的四方相，這就是穩定劑對氧化鋯的穩定作用。穩定至室溫的四方相是應力誘導相變的前提條件，所以該過程是氧化鋯陶瓷獲得優良性能的關鍵，這也一直是氧化鋯結構陶瓷材料研究的重要內容。
穩定劑中穩定效果最好同時也是最常用的是Y2O3。
釔穩定氧化鋯的制備方法
1、共沉淀法
含有多種陽離子的溶液中加入沉淀劑后，所有離子同時沉淀的方法稱為共沉淀法。一般在可溶性鋯鹽和釔鹽的混合水溶液中，加入氨水、苛性鈉、(NH4)2CO3或尿素等堿性物質，從而生成鋯和釔的氫氧化物沉淀，然后對沉淀物經洗滌、干燥、熱處理、粉碎即得超細粉末，該法不僅工藝簡單，對設備要求不高，成本低，重復性好，而且可制得各種晶型的氧化物粉體，最小粒徑可達數十納米，化學均勻性良好，易燒結，純度高，既適合于實驗室規模也可以擴大至工業規模生產。
2、溶膠-凝膠法
其基本原理如下：使用烷氧金屬或金屬鹽等前驅物和有機聚合物的共溶劑，使前驅物在含有聚合物的共溶劑中水解和縮合，控制合理條件，使聚合物在凝膠形成與干燥過程中不發生相分離，即可獲得納米粒子。
3、共沉淀-凝膠法
該法利用氧氯化鋯和氯化釔為原料，在溶液中加入有機分散劑和無機分散劑，加熱條件下滴加氨水形成共沉淀物，再經過凝膠化。該方法主要是采用了共沉淀所使用的廉價原料。
4、醇-水溶液法
該方法是一種較新的制備納米ZrO2粉體的方法，其基本原理是當ZrOCl2醇-水溶液加熱時，溶液的介電常數迅速下降，導致溶液的溶劑化能力下降、溶劑的溶解力下降，溶液達到過飽和狀態而產生沉淀。
5、水熱法
它是通過高壓釜中一定水熱條件下的化學反應，實現原子、分子級的微粒構筑和晶體生長。水熱條件下ZrO2粉體制備有很多途徑，主要有：水熱沉淀、水熱結晶、水熱氧化、水熱合成、水熱分解、水熱陽極氧化、水熱脫水等。其中水熱沉淀法是最常使用的方法。
水熱法的最大優點是可以直接從200℃左右的水介質中得到結晶氧化物，避免了高溫煅燒工藝，可有效的防止粉末團聚。
6、微乳液法
近來微乳液法引起了人們廣泛重視，因為該方法不僅實驗裝置簡單，操作容易，分散性能好，而且微乳液結構從根本上限制了粒子生長，可以人為控制合成顆粒的大小，粒度分布窄。制得的顆粒為球形，在超細顆粒尤其是納米級粒子的制備方面有其他化學方法無可比擬的優點，是制備超細粒子的理想反應介質，但生產過程復雜，成本較高。
7、自蔓延法
自蔓延法是也一種較新的方法，它利用反應物之間高化學反應熱的自加熱和自傳導作用來合成材料。其主要特征是反應只需局部點火引發燃燒波，并使其在原料中傳播以實現系統的合成過程。這種方法反應時間短、污染小，可制備小尺寸晶粒，而且原料價格便宜，在制備過程中容易控制摩爾比，但是用這種方法得到的顆粒分布不均勻，團聚明顯。
總結
上述介紹的這些方法都有各自的優點，尤其是在要想獲得組分均勻、顆粒細、粒徑分布窄、比表面積大、無團聚的納米YSZ粉體依然十分困難。尤其是其成本往往比較高，故而影響其應用。所以今后的研究將主要集中在以下幾個方面：
（1）尋找能夠有效的解決粉體團聚問題，制備分散性好、均勻且可人為控制粒子大小和形狀的新方法。
（2）通過表面修飾或包覆等方法制備特殊用途的復合氧化鋯納米粉體。
（3）對納米材料的性能測試和表征手段的進一步完善和發展。
（4）探索工藝簡單、生產周期短、成本低且適合工業化大規模生產的高質量YSZ粉體制備方法。
參考資料：
[1]呂彩霞等.高分散氧化釔穩定納米氧化鋯粉體的制備
[2]孫靜等.穩定氧化鋯陶瓷的研究現狀
[3]王洪升等.釔穩定氧化鋯納米粉體制備技術研究進展
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