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用电子显微镜与X光绕射仪研究改良型氧化锆材料

本研究藉由维氏硬度试验机、电子显微镜与X光绕射仪对以商
用氧化锆(3Y)ZrO2及(3Y)ZrO2添加5% mol YNbO4结构相调整剂的
改良型氧化锆材料分别烧结温度1400℃~1600℃各持温1小时后的

试片作表面检测，比较烧结温度对其表面性质间关係的影响。研究
中显示改良型氧化锆比商用氧化锆有较小之平均晶粒尺寸，此表示
商用氧化锆在添加相结构调整剂铌酸钇后，能有效抑制其晶粒成长
；两者之平均晶粒尺寸皆有随着烧结温度升高而晶粒增大现象，同
时也发现晶粒的烧结会随着温度升高而较緻密，其破坏韧性亦出现
随烧结温度升高而增加的趋势。其次从X-Ray绕射检测比较中，我
们发现两材料皆在69％正方相含量比例时有最高的破坏韧性，而改
良型氧化锆的试片，不但能压抑其常温单斜相的产生，而使高温立
方相可保留至常温，且随适当的烧结温度可控制临界晶粒尺寸。最
后本研究结果显示此改良型氧化锆最佳烧结温度为1550℃烧结1小
时，在正方性=1.02098，临界晶粒尺寸为0.72μm时，其破坏韧性最
佳，韧性值可高达14.7Mpa*m1/2其最高平均韧性值为13.62 Mpa*m1/
2。
关键词：商用氧化锆、改良型氧化锆、烧结温度、破坏韧性、相比
例、临界晶粒尺寸、金相显微镜。