釔安定氧化鋯 - 维基百科

釔安定氧化鋯(英文:Yttria-stabilized zirconia, YSZ) 是一種陶瓷材料，藉由添加氧化釔改變二氧化锆的相變態溫度範圍，產生室溫下穩定的立方晶體及四方晶體。

釔安定氧化鋯 語言 監視 編輯 釔安定氧化鋯(英文:Yttria-stabilizedzirconia, YSZ) 是一種陶瓷材料，藉由添加氧化釔改變二氧化鋯的相變態溫度範圍，產生室溫下穩定的立方晶體及四方晶體。

目次 1機制 2離子導電性 3用途 4參考文獻  5閱讀更多  機制編輯 純氧化鋯在室溫為單斜晶相，溫度上升至約1173℃時會轉變成四方晶相，上升至2370℃時則轉換成立方晶相，於2690℃變成液相。

單斜晶相(相變態溫度:1173 °C)四方晶相(相變態溫度:2370 °C)立方晶相(熔點/凝固點:2690 °C)液體 純氧化鋯從高溫冷卻至室溫，經過相變態溫度時正方晶轉換成單斜晶，因其體積劇烈改變，造成燒結後的成品含有微裂縫，往往不堪使用。

二氧化鋯室溫下不以立方晶相(螢石晶體結構)存在，但藉由添加其他的氧化物，可大幅增加二氧化鋯以立方晶相穩定存在的溫度範圍。

參雜相安定劑的二氧化鋯被稱作穩定化氧化鋯(stabilizedzirconias).[1]除了氧化釔，氧化鈣、氧化鎂、二氧化鈰、等也可以做為二氧化鋯的相安定劑。

添加不同比例氧化釔的二氧化鋯有其術語，英譯如下: 4YSZ-96mol% ZrO24mol%Y2O3  部分安定氧化鋯(PartiallyStabilizedZirconia,PSZ) 四方晶氧化鋯(TetragonalZirconiaPolycrystal, TZP) 8YSZ- 92mol% ZrO28mol%Y2O3  全安定化氧化鋯(FullyStabilizedZirconia,FSZ)  立方晶氧化鋯(CubicStabilizedZirconia,CSZ)因氧化釔含量而異，線膨脹係數大致為8-10µm/m°C [2] 離子導電性編輯  釔安定氧化鋯晶體結構示意圖 二氧化鋯添加氧化釔，以Y2O3置換部分Zr2O4，晶體保持電中性立方晶相而有O2−空位。

由於熱運動可促使 O2− 及空位遷移，釔安定氧化鋯在高溫具有離子導電性，電導率隨溫度上升而增加。

利用釔安定氧化鋯的材料特性，可做為固態氧化物燃料電池元件。

[1] 用途編輯  全瓷牙冠 釔安定氧化鋯(YSZ)硬度高且化學活性低，作為原料應用於: 人工牙冠 耐火材料(例如:噴射機引擎、汽車陶瓷煞車片) 燃氣渦輪機的熱阻障層 電子陶瓷 (例如:偵測汽車廢氣氧氣含量的氧氣感測器（英語：Oxygensensor）、高溫高壓水溶液之pH計探針、燃料電池). 固態氧化物燃料電池(SOFC)。

釔安定氧化鋯(YSZ)為其中之固態電解質，氧離子可在高溫(約800°C-1000°C)下移動，藉由電極兩端的氧氣濃度差產生電動勢。

雖然釔安定氧化鋯(YSZ)在高溫下仍保有相當的機械強度，運作環境溫度過高為這種發電方式的不利條件。

此外，也需要相當尺寸、用量的固態電解質以分隔兩處的氣體。

[3] 合成俗稱蘇聯鑽的立方氧化鋯，有足以媲美鑽石的閃耀及硬度。

陶瓷刀 摻雜稀土元素可做為磷光測溫法的熱阻障層(TBC)兼發光物質[4] (二十世紀早期)能斯脫燈泡(Nernstlamp)的燈絲 光纖陶瓷接頭、袖管參考文獻 編輯 ^1.01.1H.Yanagida,K.Koumoto,M.Miyayama,"TheChemistryofCeramics",JohnWiley&Sons,1996. ^Matweb:YttriaStabilizedZirconia（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） ^Minh,N.Q.CeramicFuel-Cells.JournaloftheAmericanCeramicSociety.1993,76(3):563–588.doi:10.1111/j.1151-2916.1993.tb03645.x.  ^AmericanCeramicSociety.ProgressinThermalBarrierCoatings.JohnWileyandSons.29May2009:139–[23October2011].ISBN 978-0-470-40838-4.  閱讀更多 編輯 Green,D.J.;Hannink,R.;Swain,M.V.(1989).TransformationTougheningofCeramics.BocaRaton:CRCPress.ISBN 0-8493-6594-5.  高品質氧化鋯粉體之應用（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 取自「https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=釔安定氧化鋯&oldid=61830367」