純粋な酸化ジルコニウム (安定化されていない) は室温では単斜晶ですが、その構造は約 1000 ℃ で正方晶に変化します。この相変化により、大きな体積変化が生じ、構造的な亀裂が生じ、熱衝撃抵抗が非常に低くなります。 ジルコニアの部分的な安定化は、3-4モルパーセントのイットリア、2-3モルパーセントのマグネシア、または8モルパーセントのカルシアなどのドーパント材料の添加によって起こります。 これにより、異なる温度で構造相が混合されます。
1000℃までは立方晶、単斜晶、正方晶相の混合物で、1000度以上では正方晶です。 高温で正方相になるため、部分安定化ジルコニアは正方晶ジルコニア多結晶 (TZP) としても知られています。 部分安定化ジルコニアの強靭化の理由は、さまざまな相の間のマイクロクラックと誘発応力であると一般に考えられています。 部分安定化ジルコニアは、高温が必要な場合に使用される傾向があります。
熱伝導率が低いため熱損失が少なく、融点が高い (2,700 ℃) ため、安定化ジルコニアの耐熱性は 2200 ℃ を超える温度でも使用できます。部分安定化ジルコニアは、専門的な構造用/エンジニアリング セラミックスでの用途も増えています。 . 完全に安定化されたジルコニアは、通常、ドーパント レベルが 8 モル パーセントのイットリア、16 モル パーセントのマグネシア、または 16 モル パーセントのカルシアで達成されます。 完全安定化ジルコニアは、室温から 2500 ℃ まで相転移を起こさない立方体固溶体の構造を持っています。完全安定化ジルコニアは非常に優れたイオン伝導セラミックであり、酸素センサーや固体酸化物燃料などの用途に使用されます。細胞。
