釔穩(wěn)定氧化鋯粉合成

由于純ZrO2從高溫冷卻到室溫的過程中將發(fā)生如下相變：立方相(c)→四方相(t)→單斜相(m)，其中在1150℃會(huì)發(fā)生t→m相變，并伴隨著約5%的體積膨脹。但如果將ZrO2的t→m相變點(diǎn)穩(wěn)定到室溫，使其在承載時(shí)由應(yīng)力誘發(fā)產(chǎn)生t→m相變，由于相變產(chǎn)生的體積效應(yīng)而吸收大量的斷裂能，從而使材料表現(xiàn)出異常高的斷裂能，從而使材料表現(xiàn)出異常高的斷裂韌度，產(chǎn)生相變增韌，獲得高韌性、高耐磨性。

要實(shí)現(xiàn)氧化鋯的相變增韌，必須添加一定的穩(wěn)定劑并在一定的燒成條件下，將高溫穩(wěn)定相-四方亞穩(wěn)定至室溫，獲得室溫下可相變的四方相，這就是穩(wěn)定劑對氧化鋯的穩(wěn)定作用。Y2O3是發(fā)展至今得到最多研究的氧化鋯穩(wěn)定劑，燒結(jié)出來的Y-TZP材料具有優(yōu)良的常溫力學(xué)性能，強(qiáng)度較高，具有良好的斷裂韌性，并且其集體中材料的晶粒尺寸細(xì)小而均勻，因此獲得較多關(guān)注。

助燒結(jié)劑

許多特種陶瓷的燒結(jié)都需要助燒結(jié)劑的參與，助燒結(jié)劑的作用一般可分為以下幾個(gè)部分：與燒結(jié)物形成固溶體；阻止晶型轉(zhuǎn)變；抑制晶粒長大；產(chǎn)生液相。比如說氧化鋁的燒結(jié)，往往會(huì)加入氧化鎂MgO作為燒結(jié)過程中的顯微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑，它可以細(xì)化晶粒，大大減小晶界能的差異，削弱晶粒生長的各向異性，抑制不連續(xù)的晶粒生長。由于MgO高溫?fù)]發(fā)性較強(qiáng)，為了達(dá)到良好的效果，常將氧化釔同MgO混合引入，Y2O3可以起到細(xì)化晶粒，促進(jìn)燒結(jié)致密化的作用。

YAG粉體合成

釔鋁石榴石（Y3Al5O12）是人造化合物，沒有天然礦物，無色，莫氏硬度可達(dá)到8.5，熔點(diǎn)為1950℃，不溶于硫酸、鹽酸、硝酸氫氟酸等。高溫固相法是制備YAG粉體的傳統(tǒng)方法，按照氧化釔和氧化鋁的二元相圖中得到的比例混合兩種粉體在高溫下焙燒，通過氧化物之間的固相反應(yīng)形成YAG粉體。在高溫條件下，氧化鋁和氧化釔的反應(yīng)中，會(huì)先生成中間相YAM和YAP，最終形成YAG。

透明陶瓷

氧化釔一直是透明陶瓷領(lǐng)域中的研究重點(diǎn)，它屬立方晶系，具有光學(xué)性能的各軸同向性，與透光氧化鋁的異方性相比影像較不失真，因此逐漸被高階的鏡頭或是軍事光學(xué)窗所重視與發(fā)展。其物理化學(xué)性質(zhì)的主要特點(diǎn)是：

①熔點(diǎn)高，化學(xué)和光化學(xué)穩(wěn)定性好，光學(xué)透明性范圍較寬（0.23～8.0μm）；

②在1050nm處，其折射率高達(dá)1.89，使其具有80%以上的理論透過率；

③Y2O3具有足以容納大多數(shù)三價(jià)稀土離子發(fā)射能級(jí)的、較大的導(dǎo)帶到價(jià)帶的帶隙，可以通過稀土離子的摻雜，實(shí)現(xiàn)發(fā)光性能的有效裁剪，從而實(shí)現(xiàn)其應(yīng)用的多功能化；

④聲子能量低，其最大聲子截止頻率大約為550cm–1，低的聲子能量可以抑制無輻射躍遷的幾率，提高輻射躍遷的幾率，從而提高發(fā)光量子效率；

⑤熱導(dǎo)率高，約為13.6W/(m·K)，高的熱導(dǎo)率對其作為固體激光介質(zhì)材料極為重要。