Двуокись циркония, в частности тетрагональный поликристаллический цирконий (TZP), может проявлять прозрачность благодаря переходу из моноклинного в политетрагональное кристаллическое состояние в процессе спекания. Это превращение увеличивает плотность, прочность и прозрачность частиц. Процесс достижения прозрачности диоксида циркония включает в себя тщательный контроль условий спекания для минимизации пористости и сохранения малых размеров зерен.
Объяснение полупрозрачности диоксида циркония:
-
Трансформация кристаллической структуры:
-
Изначально диоксид циркония имеет моноклинную кристаллическую структуру, которая непрозрачна и похожа на мел. Во время спекания, обычно при температурах от 1 100°C до 1 200°C, цирконий претерпевает фазовое превращение в политетрагональное состояние. Это превращение очень важно, поскольку оно не только повышает прочность и плотность материала, но и значительно улучшает его прозрачность. Изменение кристаллической структуры выравнивает частицы более равномерно, уменьшая рассеивание света и тем самым повышая прозрачность.Техника спекания:
-
Метод спекания играет решающую роль в достижении прозрачности. Традиционные методы спекания могут привести к увеличению размера зерен и пористости, что препятствует прозрачности. Однако такие передовые методы, как спекание в плазме разряда высокого давления (HP-SPS), позволяют эффективно получать полупрозрачный диоксид циркония. HP-SPS позволяет быстро спекать при более низких температурах, что способствует сохранению меньшего размера зерен и меньшей пористости, необходимых для прозрачности.
-
Контроль пористости и размера зерен:
Пористость и размер зерна - два ключевых фактора, влияющих на прозрачность диоксида циркония. Меньший размер зерен и низкий уровень пористости уменьшают рассеивание света, позволяя большему количеству света проходить через материал. Для достижения этих оптимальных характеристик необходимо точно контролировать условия спекания. Например, HP-SPS, применяя высокое давление и быстрый нагрев, может эффективно минимизировать пористость и контролировать рост зерен, что приводит к улучшению светопрозрачности.
Влияние затенения:
