晶界偏析GeO2和TiO2共掺杂对3％氧化钇稳定氧化锆陶瓷低温老化的影响

• 作者: 周志伟 牛婉琼 任丽娟 汪振华
• 来源期刊: 中国组织工程研究
• 学科: 医学
• 关键词: 机械球磨法 晶界偏析 抗低温老化性能 二氧化锗 二氧化钛 氧化锆 X射线衍射
• 年，卷（期）: 2022,（27）
• 所属期刊栏目: 组织工程口腔材料|Tissue-engineered oral materials
• 页码范围: 4320-4324
• 页数: 5页
• 分类号: R459.9|R318.08|R783.1
• 语种: 中文

摘要

背景:近年来的研究发现,TiO2和GeO2共掺杂可提高氧化锆的超塑性.目的:探讨TiO2和GeO2共掺杂对3％氧化钇稳定氧化锆材料抗低温老化性能的影响.方法:使用机械球磨法、烘干、无压烧结制备共掺杂GeO2和TiO2的3％氧化钇稳定氧化锆材料,其中3％氧化钇稳定氧化锆的摩尔百分比均为98％,TiO2粉末(纯度99.8％)与GeO2粉末的摩尔百分比分别为1.5％,0.5％,记为1.5Ti-0.5Ge组;TiO2粉末(纯度99.99％)与GeO2粉末的摩尔百分比分别为1％,1％,记为1Ti-1Ge组;TiO2粉末(纯度99.8％)与GeO2的粉末摩尔百分比分别为0.5％,1.5％,记为0.5Ti-1.5Ge组.采用扫描透射电子显微镜、能谱仪等研究材料的微观结构;在高压釜中处理后,采用X射线衍射仪测量所有样品的转化量.结果 与结论:①扫描透射电子显微镜下可见,GeO2和TiO2共掺3％氧化钇稳定氧化锆材料的复合粉体粒径均匀,分布在50 nm左右,颗粒形状基本呈球形,分散性好,但有少量团聚;X射线能谱仪检测显示,四价稳定剂(Ge4+,Ti4+)可以抑制氧化锆材料的低温老化效应,随着GeO2掺杂量的增加,氧化锆的抗水热老化性能提高;能谱仪检测显示,随着掺杂剂含量的增加,晶界偏析程度增强,但即使Ge4+的掺杂量较小,晶界偏析程度也可与掺杂量大的Ti4+相媲美;②结果表明,添加GeO2和TiO2可提高3％氧化钇稳定氧化锆陶瓷的抗低温老化性能,其中GeO2在抗低温老化方面优于TiO2,可作为首选.