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一、钢化陶瓷

自 1960 年代稳定氧化锆的发现和发展以来，相变增韧被认为是部分稳定氧化锆 (PSZ) 与掺杂剂（例如氧化钇、二氧化铈、氧化镁）的一种特性。总之，在 PSZ 中，四方相的颗粒或晶粒均匀分散在立方相中。四方相，亚稳态，即不稳定，在机械应力过大相中转变为单斜晶相，引起材料增韧现象。

后来，人们了解到这种现象可以在其他材料中复制，这些材料具有其他材料，例如氧化铝（氧化铝）作为基质，其中分散有氧化锆颗粒，起到增韧剂的作用。换句话说，由于存在热机械应力时的相变（四方晶→单斜晶），整个系列的陶瓷材料都可以通过添加氧化锆颗粒进行增韧。

在国际科技界，这种氧化锆增韧陶瓷材料的缩写为ZTC，即氧化锆增韧陶瓷，也称“陶瓷钢”。然而，制备过程的关键在于能够将氧化锆颗粒保持在临界尺寸内，低于该尺寸可以将氧化锆保持在四方亚稳相。

二、氧化锆材料术语

已经开发了专门的术语来描述稳定的氧化锆和氧化锆增韧陶瓷。

在立方基体中具有四方相颗粒的材料称为部分增韧氧化锆，或简称为 PSZ，其中添加了与稳定剂有关的元素前缀（例如 Ca-PSZ，用 CaO 稳定，或 Y- PSZ，用 Y2O3 稳定，或 Mg-PSZ，用 MgO 稳定）。

如果加入足够的稳定剂，材料将只含有立方相，称为全稳定氧化锆或全稳定氧化锆。只有四方相的材料以四方氧化锆中的多晶名称表示。

表 1 显示了不同版本的氧化锆增韧陶瓷的代码。缩写每种成分都有自己的特点，因此它可能是最适合特定应用的解决方案，如下表 2 所总结。

表 2. 材料属性。

1、具有分散颗粒的增韧陶瓷

将一定百分比（约 15%）的氧化锆添加到基体中的材料（例如氧化铝、ZTA）。在这种情况下，四方相的稳定化不是通过氧化钇或氧化钙等掺杂剂实现的，而是通过热处理和氧化锆颗粒的尺寸控制实现的。热处理导致四方相保持在室温下，迫使颗粒不会由于尺寸障碍而转变成单斜晶相。当材料在使用过程中受到机械应力时，显然需要发生四方→单斜转变。这种行为让人想起钢中马氏体的热处理和转变。

2、部分稳定的氧化锆

用氧化钇、钙、镁、铈等试剂掺杂或稳定的氧化锆。掺杂剂可促进四方相的稳定，从而提高材料的韧性。通常我们有一个立方相矩阵，具有不稳定的四方相百分比。

3、全四方多晶氧化锆

据报道，在 1970 年代，小于半微米且氧化钇稳定剂浓度极低的晶粒可以生成稳定四方相高 98% 的材料。为确保增韧的好处，晶粒尺寸不超过 0.3 微米至关重要。

最近，另一类增韧氧化锆基陶瓷材料正在获得发展势头：所谓的纳米材料，其中重要的是将晶粒尺寸保持在 110 nm 以下，以便具有机械性能，例如断裂韧性超过现有材料的当前性能。

氧化锆的抗拉强度随着氧化钇含量的变化而变化。

使用陶瓷材料的一个基本方面是它们有限的抗拉强度。当轴承安装在旋转轴上时，它会发生热膨胀，使其产生牵引力，如果超出材料的神话，就会导致其断裂。

抗拉强度随着氧化锆氧化钇含量的变化有类似图1所示曲线的趋势，最大值在3%mol（含量以mol%计）附近，抗拉强度值在600~800之间兆帕。

三、氧化锆轴承

以下是氧化锆轴承的基本性能

1、电气绝缘

2、导热系数低

3、高耐腐蚀和耐酸，HF 酸除外

4、中等摩擦力（HV>1400）

5、耐高温：

无保持架：满装：500 °C

带 PEEK 保持架：300 °C

带 PTFE 保持架：250 °C。

在任何有机产品燃烧的第一个较慢的加热斜坡之后，达到最佳烧结温度，然后进行受控冷却至室温。 烧结或烧制使粉末颗粒在不熔化的情况下从其构象转变为固态。由温度激活的原子迁移使颗粒形成连接区域，然后膨胀形成一种结构，其中消除了颗粒之间的空隙（孔隙），从而获得非常高密度的结构。

四、联系我们

让云科技-作为湖南地区知名品牌的工程轴承技术服务商及产品生产厂商，现已拥有两大自主品牌：让融（RANUR)、让云（RANUY )系列工程轴承，我们所做的一切只为时刻准备迎面解决更加严苛的运行工况及日益增长的市场需求，并及时掌握及应用如何提高产业可靠性及优化资产生命周期。

让融（RANUR)系列工程轴承是中国轴承高品质的保证，让融（RANUR)系列轴承拥有高精密的公差、设计独特的内部几何结构、高品质的工程轴承专用材料。

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五、相关材料

不锈钢轴承	塑料轴承
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