氧化铁掺杂对氧化锆陶瓷组织与抗弯强度的影响

摘要

在高纯钇稳定氧化锆(yttrium stabilized zirconia,即Y-TZP)多晶陶瓷粉末中掺杂0~1%Fe2O3(掺杂量为质量分数,下同),通过压制与烧结制备Fe2O3掺杂氧化锆陶瓷,研究Fe2O3对陶瓷密度、相组成以及抗弯强度的影响.结果表明,Fe2O3掺杂使ZrO2产生晶格畸变,并使ZrO2陶瓷的相组成发生改变,四方相含量(t-ZrO2)增多.不添加Fe2O3时,Y-TZP陶瓷的单斜相(m-ZrO2)和四方相(t-ZrO2)含量(质量分数,下同)分别为64.1%和35.9%,随Fe2O3逐渐增加至1%,m-ZrO2的含量降低至22.6%,t-ZrO2含量相应增加至75.9%.在部分稳定氧化锆中掺杂适量Fe2O3有利于提高陶瓷的性能,随掺杂量从0.2%增加至0.6%,Y-TZP陶瓷的相对密度由98.89%增加至99.30%,抗弯强度由482 MPa增加至569 MPa;而当Fe2O3含量进一步增加至1.0%时,相对密度下降至97.90%,抗弯强度降至510 MPa.