高性能Mg-PSZ 陶瓷材料的研究与应用进展

摘 要：氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷(Mg-PSZ)具有优异的高温力学性能和抗老化性能，广泛应用于能源环保、冶金化工、机械电子、发动机及燃气轮机、石油开采等工业领域，也是氧化钇稳定四方多晶氧化锆(Y-TZP)及其他氧化锆陶瓷不可替代的重要结构陶瓷材料。从相图分析、ZrO₂ 晶型转变到制备工艺对Mg-PSZ 展开论述，重点阐述了Mg-PSZ 的烧结过程及微观结构特征，同时对国际上知名的先进陶瓷企业的Mg-PSZ 产品性能及应用进行综述，并介绍了国内Mg-PSZ 应用发展状况。 关键词：Mg-PSZ；烧结工艺；微观结构；力学性能 0 引 言 氧化锆是先进陶瓷中一类重要的材料，由于其具有良好的物理和化学性能而得到广泛应用。氧化锆具有三种晶型：低温型的单斜晶(m-ZrO₂)、中温型的四方晶(t-ZrO₂) 、高温型的立方晶(c-ZrO₂)。

三种晶型可以相互转化，在四方相向单斜相的转变过程中，氧化锆伴随着一定的体积膨胀，易造成制品开裂，这往往限制了氧化锆材料的应用。早期人们发现通过掺杂阳离子碱土氧化物或稀土氧化物可以使氧化锆具有全稳定的结构。这种全稳定立方氧化锆具有较高的线膨胀系数和低热导率，可降低材料的抗热冲击性能。研究发现，在立方相氧化锆基体中引入单斜相可以得到具有良好抗热冲击性能的部分稳定氧化锆材料(PSZ)，但是其力学性能较差，抗弯强度仅有250 MPa^[1]。 直到1975 年，澳大利亚科学家Garvie 等人在《Nature》上首次报道了具有相变增韧的部分稳定氧化锆陶瓷^[2]，这种陶瓷显著地提高了PSZ陶瓷材料的力学性能。随后，Gupta 等人又报道了四方多晶氧化锆(t-ZrO₂) 陶瓷(Tetragonal ZirconiaPolycrystal 简称TZP)，这种采用稀土Y₂O₃ 作稳定剂的陶瓷内部几乎全部是由细小的亚稳t-ZrO₂ 晶粒组成。由于t-ZrO₂ 含量高，材料增韧增强效果明显提升。这种氧化钇稳定四方多晶氧化锆(Y-TZP)陶瓷具有优异常温力学性能，其抗弯强度达到1.0 GPa 以上。 目前，氧化锆陶瓷材料的稳定剂主要包括Y₂O₃、MgO、CeO₂。虽然Y₂O₃ 作稳定剂的Y-TZP材料具有优异的常温力学性能，但是会表现出低温老化现象。所谓低温老化现象是指Y-TZP 陶瓷长时间处于100-400 ℃环境下会导致力学性能变差。低温老化这一现象使Y-TZP 陶瓷在中低温的使用，

尤其是在100-400 ℃含有水蒸汽的潮湿环境下的应用受到较大限制，原因是Y-TZP 陶瓷中的四方相晶粒发生自发相变(转变成单斜相)的过程中产生体积膨胀，导致材料产生微裂纹或破坏^[3]。虽然MgO 部分稳定ZrO₂ (Mg-PSZ)的常温力学性能不及Y-TZP，但其具有良好的抗老化性能，如在许多苛刻环境下依然保持材料结构和性能的稳定性，在这一方面，Mg-PSZ 具有Y-TZP无法比拟的优势，因此，Mg-PSZ 陶瓷在现代工业领域具有非常重要的地位，是制备许多泵、阀等机械零部件、拔丝器、纺织瓷件、拉丝塔轮、汽车发动机耐热零部件等的优异材料。本文对高性能Mg-PSZ 陶瓷的制备技术进行了综述，并总结了国内外高性能Mg-PSZ 的结构与性能研究进展及主要应用。 1 MgO-ZrO₂ 相图及晶体结构 在已知各种MgO-ZrO₂ 相图中，人们普遍认同的是Grain 于1967 年报道的相图(如图1 所示)。根据相图分析，900 ℃以下时，氧化镁在单斜相氧化锆中难以固溶；当温度达到1120 ℃时，固溶度为1.6%。在四方相氧化锆中，氧化镁可溶性较好， 在1400 ℃时， 固溶度达到最大值(约为1.7mol%)。不同含量的氧化镁在1400 ℃以上与氧化锆固溶并形成立方相氧化锆固溶体，在一定的冷却速度下可以保留至室温，成为全稳定氧化锆(FSZ)陶瓷。为了保持电价平衡，形成的氧离子空位被认为 是常温下稳定立方相和四方相的主要因素。在MgO-ZrO₂ 体系中，主要存在如图1 几种物相^[4]。 图1 MgO-ZrO₂ 相图 m-ZrO₂ 在室温-1170 ℃之间是热力学稳定态，它的空间群为P2₁/c，晶体结构如图2(a)所示。单斜相氧化锆的结构特点决定其热膨胀具有各向异性。t-ZrO₂ 在1100-1200 ℃由单斜相氧化锆相变而来，其空间群为P4₂/nmc，其晶体结构如图2(b)所示。在四方氧化锆面心四方单胞中，每个Zr⁴ 被8个O^2-包围，其中4 个O^2-处于一个扁平的平面体中，它们与Zr⁴ 距离为0.2065 nm；另外四个O^2-处于细长的四面体中，与Zr⁴ 距离为0.2455 nm。c-ZrO₂ 具有萤石型结构，其空间群为Fm3m。其晶体结构如图2(c)所示，每个Zr⁴ 与8 个等距的O^2-配位，每个O^2-与4 个Zr⁴ 以四面体配位。 图2 (a) m-ZrO² 晶体结构；(b) t-ZrO² 晶体结构；(c) c-ZrO² 晶体结构 δ相(Mg₂Zr₅O₁₂)是Mg-PSZ 体系的过渡相，它对Mg-PSZ 的相变增韧起到重要的作用。之前认为1100 ℃热处理的Mg-PSZ 是由c、t、和m相组成，研究人员通过TEM 证实了Mg-PSZ 中存在着δ 相 (Mg₂Zr₅O₁₂)。E. H. Kisi^[5]等人认为经过1100 ℃热处理的Mg-PSZ 中，δ 相是由立方相轻微畸变而来。R. H. J. Hannink[6]等人认为δ相和四方相的晶格失配，对四方相析出体产生了预压应力，使原来较为稳定的t-ZrO₂ 可以在应力诱导下发生相变，从而改善PSZ 的性能。δ 相和t 相的晶格常数见表1。 表1 δ 相和t 相的晶格常数 γ相是Mg-PSZ 体系中的另一种过渡相，它与δ相的晶体结构有关。它只具有δ 相半数的氧空位，这些空位沿3 次轴成对穿过晶胞的对角线，Mg 和Zr阳离子交替占据萤石晶胞的格点。 在Mg-PSZ 的相变过程中，t→m 的无扩散型相变是氧化镁稳定氧化锆陶瓷具有耐高应力、抗热震和冲击载荷性能的基础。然而，在烧结和热处理过程中，扩散相变也显得尤为重要，它决定着烧结和热处理后陶瓷的相组成。通过控制扩散相变的程度可以获得亚稳四方相，而在快速冷却过程中，也可以通过无扩散相变产生亚稳四方相^[4]。 2 Mg-PSZ 粉体的制备 2.1 高温固相反应法 高温固相反应法制备氧化锆的生产过程是脱硅和稳定化过程的集合。以锆英石作为原料，石墨作为还原剂，同时加入少量的催化剂和稳定剂，根据氧化锆和二氧化硅熔点的不同，以及锆离子对阳离子的结合力强度的特点，在电弧炉的高温作用下，使锆英石分解还原并排除硅、钛、铁、铝等杂质元素，之后将合成的熟料块体磨细至所需粒度。图3(a)所示为国内企业通过高温固相反应法生产MgO-ZrO₂ 粉体的微观形貌，其化学组成见表2。 图3 (a) 高温固相反应法制备Mg-PSZ 粉体形貌；(b) 共沉淀法制备Mg-PSZ 粉体形貌 表2 MgO-ZrO₂ 粉体化学组成(wt.%) 此外，以氧化镁或碳酸镁和高纯氧化锆为原料，经过球磨破碎和机械混合的方式获得镁锆粉体的制备方法工艺简单，可以精确控制粉体的组分，但是其制备的MgO-ZrO₂ 粉体的化学成分分布不均匀。 2.2 液相化学反应法 为了改善氧化镁在氧化锆中的分布，采用液相化学反应法(如共沉淀法、金属醇盐水解等)可以制备出成分分布均匀、烧结活性高、粒度分布窄等高性能纳米粉体。共沉淀法是在含Zr、Mg 的混合金属盐溶液中添加沉淀剂(氢氧化钠、氨水、尿素等)，获得化学组成均匀的混合沉淀，经过洗涤、干燥、煅烧，得到复合氧化物。与固相反应法相比，共沉淀法具有以下优点：(1)化学组成易于控制，元素可在离子或分子尺度上均匀混合；(2)组成和晶粒形貌易于控制；(3)可制备纳米级和亚微米级陶瓷粉体，且烧结活性良好[1]。采用共沉淀法制备的MgO-ZrO₂ 纳米粉体的氧化镁含量和相组成并不一致，一方面，粉体的四方相和立方相XRD峰的宽化和重叠；另一方面，对于MgO-ZrO₂ 纳米粉体中氧化镁的存在没有定量的研究。锆的氢氧化物和镁的氢氧化物在水中的溶度积差别较大，在制备过程中沉淀和洗涤将会影响MgO-ZrO₂ 纳米粉体的成分和相组成。共沉淀工艺中氧化镁的损失主要表现为洗涤工艺中氢氧化镁溶解于去离子水。采用反滴定和用氨水作为洗涤介质，低温煅烧制备20-50 nm 氧化镁稳定氧化锆粉体，其化学成分和分布可以得到比较精确的控制。以ZrOCl₂·8H₂O 和MgCl₂·6H₂O 为原料，采用溶胶凝胶法制备氧化镁稳定氧化锆粉，前驱体粉末经550 ℃保温3 h 后粉体颗粒外观均匀，粒径大约为80 nm ^[9]，其微观形貌如图3(b)所示。 用共沉淀法制备粉体还需要避免粉体中硬团聚的产生。在固液混合状态下经过多次洗涤将液相中残留的各类盐类杂质离子尽可能去除，避免“盐桥”的形成。此外，采用表面张力比水低的醇、丙酮等有机洗涤剂也可以减少“盐桥”的作用，减少团聚程度。陈华登等人^[10]以ZrOCl₂·8H₂O 和MgCl₂·6H₂O为原料，通过共沉淀方法制备Mg-PSZ粉体，其中MgO 含量约为3.4wt.%，其具体制备流程见图4。研究发现，试样制备过程中采用稀氨水进行15 次洗涤并将粉体经过球磨可以明显地将粉体的D50 降低至1.670 μm，比表面积提高至5.27 m²·g^-1。经过球磨可以明显降低粉体的团聚程度，同时，适当煅烧可以去除多数残留的氯离子。 图4 共沉淀粉体制备流程图 3 Mg-PSZ 烧结及微观结构研究 3.1 Mg-PSZ 典型烧结过程及微观结构特征 在Mg-PSZ 陶瓷烧结过程中，不同温度下，氧化镁在氧化锆中的固溶度存在差异，导致在升温过程中除四方相和立方相之间的相变外，还存在着稳定剂(MgO)的偏析和固溶，所以PSZ 的烧结过程不仅需要获得致密的烧结体，还要实现稳定剂的均匀固溶。根据MgO-ZrO₂ 相图判断，Mg-PSZ陶瓷的烧结温度一般在立方相区。通常选取氧化镁含量为8mol% (约为2.8wt.%)，此时对应的立方相区固溶温度约为1800 ℃。通过适当增加氧化镁的含量可以降低材料的烧结温度，但随着氧化镁含量的增加，Mg-PSZ 中四方相含量将会降低。 经过烧结固溶后，Mg-PSZ 还需要一个合理的冷却速度令其快速通过立方相和四方相两相区，冷却速度一般选取为 500 ℃/h，快速的降温促使在立方相晶粒内形成细小透镜状的四方相析出体(晶粒尺寸约50 nm)。如果降温速度过慢，t-ZrO₂ 非均相成核生长至超过相变的临界尺寸将自发转变为m-ZrO₂，难以在室温下以亚稳态形式存在。 除了上述两点之外，Mg-PSZ 材料还需在适宜温度进行退火热处理。对Mg-PSZ 在共析温度以上进行长时间热处理，可以获得具有最优晶粒尺寸的凸透镜形状的四方相析出体^[11](如图5 所示)，从而获得具有最佳抗弯强度和断裂韧性的Mg-PSZ陶瓷。然而，这种热处理很难控制四方相晶粒的长大过程，并且容易造成材料热处理过度。当在共析温度以下进行热处理时，将导致立方相氧化锆分解为四方相氧化锆和氧化镁。其中，四方相在晶粒边界非均成核，并在随炉冷却过程中转变为单斜相。此外，亚共析热处理对于已具有最优晶粒尺寸四方相析出体的Mg-PSZ 十分有利^[4]。 图5 典型Mg-PSZ 微观结构 目前，Mg-PSZ 的热处理主要有以下几种：冷却速度较快时，由于t-ZrO₂ 的成核尺寸(50 nm)和分布比较均匀，Mg-PSZ 适宜在1420 ℃进行热处理；冷却速度较慢时，由于成核的t-ZrO₂ 长大到一定尺寸且大小不均一，在1100 ℃下进行长时间热处理更为适宜。此外，在1420 ℃进行热处理可以避免亚共析分解，这一温度下的热处理可以促进冷却过程中成核的t-ZrO₂ 生长，但不能增加t-ZrO₂ 的含量。经过适当时间的热处理，t-ZrO₂ 长大至相变临界附近并以亚稳态形式保留至室温。在1100 ℃下的热处理并不会导致t-ZrO₂ 的生长，但会导致在晶界和气孔处产生c-ZrO₂ 的亚共析分解，生成m-ZrO₂ 和MgO。 3.2 国外Mg-PSZ 烧结技术研究进展 早在二十世纪八十年代，澳大利亚的联邦科学与工业研究组织(CSIRO)就研究了冷却过程中 Mg-PSZ 析出体的变化特点。研究人员以氧化镁含量为9.7mol%的Mg-PSZ 为研究对象，烧结温度为1700 ℃。结果表明，当Mg-PSZ 经过1100 ℃进行热处理时材料中容易产生亚共析分解。当热处理温度在1325-1375 ℃之间，Mg-PSZ 中二次沉淀物生长，提高了Mg-PSZ 材料的力学性能。当Mg-PSZ在1340 ℃下热处理120 min，材料的强度可以达到最大值(648 MPa)，图6 所示为不同热处理工艺下材料的微观结构[12]。澳大利亚昆士兰大学通过合理的热处理制度制备了具有高断裂韧性的Mg-PSZ。研究发现，当Mg-PSZ 在1400 ℃热处理后材料的断裂韧性仅为9.0 MPa·m^1/2，析出体尺寸为0.3 μm。当热处理温度降至1320 ℃，材料的断裂韧性达到最大值(12.2 MPa·m ^1/2)，且析出体尺寸没有明显变化^[13]。 通过添加TiC颗粒也可以提高Mg-PSZ的力学性能。当无TiC 加入时，Mg-PSZ 弯曲强度仅为390MPa；当引入TiC，且含量为5vol.%时，Mg-PSZ经热压烧结后(温度1750 ℃，压力为36 MPa)，在1420 ℃氩气气氛下热处理，材料的弯曲强度可以达到980 MPa。图7(a)所示为TiC 含量为2.5vol.%时，Mg-PSZ 在1420 ℃下热处理4 h 的微观形貌^[14]。 3.3 国内Mg-PSZ 烧结技术研究进展 自二十世纪九十年代开始，国内以天津大学等为代表的研究人员对高性能Mg-PSZ 展开了大量的研究。蔡舒等人^{[15, 16]}研究了烧成制度及杂质对Mg-PSZ 析出体形态和力学性能的影响。结果表明，掺杂少量的杂质可以在不影响力学性能的前提下有效地降低材料的烧结温度。材料经过烧结后慢速冷却至1100 ℃后，再自然冷却至室温，可以获得大小合适的析出体，Mg-PSZ 强度和断裂韧性分别达到750 MPa 和12 MPa·m^1/2。此外，通过添加CeO₂ 既可以降低材料的烧结温度，又可以促进高温下Mg₂ 在固溶体中的扩散，避免MgO 在晶界偏析，利于晶界净化。当CeO₂ 添加量为4mol%时，试样经1600 ℃烧结后，其致密度达到最大值。 图6 (a) 直接冷却至室温所形成的析出体形貌；(b) 经1340 ℃热处理40 min 后材料的微观形貌 图7 (a) Mg-PSZ 在1420 ℃下热处理4 h 的微观形貌；(b) Mg-PSZ 在1400 ℃热处理4 h 的微观形貌 图7(b)为CeO₂ 含量为1mol%时，材料经1650 ℃烧结并在1400 ℃热处理4 h 后的微观形貌。Zhang Qi 等人^[17]报道了热处理过程中氧化钇对(Y, Mg)-PSZ/MgAl₂O₄ 的影响。材料在1600 ℃下保温4 h 并随炉冷却至室温，之后，重新加热至1100 ℃保温800 h 进行热处理后，强度最高达到900 MPa，断裂韧性可以达到15MPa·m_1/2。研究表明，在热处理过程中材料经历了一个新的亚共析分解，提高了t-ZrO₂ 的含量，反应方程如式(1)。 内蒙古科技大学^[18]将Mg-PSZ 在不同温度下进行热处理，并通过压痕法测量了不同条件下Mg-PSZ 的断裂韧性。研究表明，经过1400 ℃热处理可以促进Mg-PSZ 由立方相向四方相转变，而1100 ℃的热处理可以明显影响四方相颗粒尺寸。表3 为不同热处理条件下Mg-PSZ 的断裂韧性。 表3 热处理后Mg-PSZ 的力学性能 清华大学谢志鹏课题组以高温固相反应法制备的MgO-ZrO₂ 粉为原料，将成型后的素坯经1600 ℃保温2 h 进行常压烧结，并在1100 ℃下热处理4 h 制备了黄色Mg-PSZ 陶瓷。结果表明，Mg-PSZ 的室温强度可以达到556 MPa，体积密度为5.63 g/cm³，其微观结构如图8 所示。 图8 Mg-PSZ 微观形貌 以ZrOCl₂·8H₂O，化学纯轻质氧化镁和氧化钇为原料，通过化学共沉淀法制备均匀超细的MgOZrO₂粉末，并通过超声分散和悬浮包裹方式引入α-Al₂O₃ 和MgAl₂O₄。结果表明，引入的α-Al₂O₃和MgAl₂O₄ 等硬质颗粒相可以有效地细化晶粒，降低PSZ 复相陶瓷的烧结温度。制备的材料在1100 ℃下进行长时间保温可以显著地提高其力学性能^[19-21]。表4 为不同热处理时间下材料的力学性能。 表4 1100 ℃热处理后Mg-PSZ 的力学性能 4 Mg-PSZ 材料特性及应用 Mg-PSZ 具有结构稳定、抗热震性好、高温力学性能优良以及使用寿命长等优点，在石油化工、能源环保、机械冶金、生物医疗等领域中具有重要应用。在精细结构陶瓷领域，Mg-PSZ 主要应用于机械部件(泵，阀)、拔丝器、纺织陶瓷件、塔轮等。由于Mg-PSZ 具有表面加工度高及自润滑等特点，以Mg-PSZ 制备的塔轮在电线、电缆、电子等部门的线材生产上较刚玉质材料具有明显的优势。国外公司部分Mg-PSZ 结构陶瓷的产品性能见表5。 表5 Mg-PSZ 结构陶瓷产品物理性能 德国Friatec 公司是当今世界上知名的耐腐蚀、耐磨损的特种泵制造商。为了提高泵的密封性，他们采用高温固相反应法制备的MgO-ZrO₂粉体为原料，制备的黄色Mg-PSZ 结构陶瓷件可作为磁力耦合器驱动密封的隔离罩(如图9 所示)。美国Coorstek 公司提供的具有优异的强度、韧性、耐磨性和耐腐蚀性的Mg-PSZ 可广泛适用于阀门和泵类零件、衬套和耐磨套管、石油和天然气井下作业工具等领域。 图9 (a) 陶瓷隔离罩；(b) 隔离罩密封示意图 此外，Mg-PSZ 按照材料的相变组成或显微结构以及性能特点，一般可以分为高强型和抗热震型两种。Nilcra 公司生产的高强型Mg-PSZ 结构陶瓷具有较高的断裂韧性和耐磨性，可用于制作拉丝模、钻头和轴承；而抗热震型Mg-PSZ 可用作高温阀座。德国Ceram Tec 公司制备的高强度Mg-PSZ 陶瓷成型工具除了具有优异的力学性能之外，还具有优越的耐磨性、较佳的表面质量以及良好的断裂韧性，其金属材料成型管及微观形貌如图10 所示。 图10 (a) 金属材料成型管；(b) 微观结构 当Mg-PSZ 陶瓷的线膨胀系数与金属材料相匹配时，容易实现两者之间的连接。美国Cumins公司已成功将其作为缸套上圈、缸盖底板、气门座和气门导管等^[22]。德国杜塞拉姆工程陶瓷有限公司制备的Mg-PSZ 拉丝瓷件主要用于高品质电线的生产。此外，还为精密流体系统提供陶瓷件，例如高速柱塞泵、陶瓷阀等。德国巴瑞特陶瓷公司通过共沉淀法及高温固相反应法制备两种不同规格的粉体，产品型号分别为ZMK3.0 及ZMK3.5。其中，以ZMK3.0 粉体为原料制备的白色耐磨损Mg-PSZ 结构陶瓷具有优异的力学性能，并成功将其应用于高机械负荷陶瓷零部件(例如塔轮)。如图11 所示为白色的Mg-PSZ 塔轮及其微观形貌。 图11 (a) 塔轮；(b) 微观结构 德国Felix Vuckovic 公司可批量生产具有优异性能的Mg-PSZ 材料的喷嘴及拉伸成型工具。德国Rauschert 公司生产具有较高抗磨损性能的Mg-PSZ 陶瓷导向元件和偏转元件、泵组件、阀门组件、流量组件等。美国Zircoa 公司以高温固相反应法制备的MgO-ZrO₂ 粉为原料，制备了黄色Mg-PSZ 结构陶瓷件，例如锆环、柱塞、球阀等。图12 为部分Mg-PSZ 结构陶瓷件。 图12 (a) 陶瓷柱塞；(b) 陶瓷导向元件；(c) 陶瓷结构件 就国内而言，Mg-PSZ 陶瓷材料生产企业相对较少，近几年呈上升发展趋势。涉及的Mg-PSZ产品主要包括塔轮、定位销、筛网、柱塞、坩埚等陶瓷结构件。Mg-PSZ 陶瓷坩埚除了具有良好的力学性能之外，还具有优异的化学稳定性，除硫酸和氢氟酸外，对其它酸碱及碱熔体、玻璃熔体和熔融金属均具有良好的耐腐蚀性，甚至可以抵抗熔融金属钛的侵蚀。利用高温固相反应法制备的黄色Mg-PSZ 具有良好的抗热冲击性能，并被广泛应用于纺织陶瓷、造纸底网陶瓷块、高温蒸汽阀、拔丝模具、导线轮、石油开采管道、热电偶保护管等领域(如13 (a)图所示为部分Mg-PSZ 结构件)。广东夏阳精细陶瓷科技有限公司以高温固相反应法制备的MgO-ZrO₂ 粉为原料，制备的黄色Mg-PSZ 体积密度和强度分别可以达到5.62 g/cm³和450 MPa，产品主要用于金属管材的成型、拉伸、弯曲等生产工艺中(如图13(b)所示)。 图13 (a) Mg-PSZ 结构件；(b) 金属管材成型工具 在高温耐火材料领域，以高纯氧化锆为原料、氧化镁为稳定剂合成的电熔MgO-ZrO₂ 粉体为原料，制备氧化锆质研磨体、定径水口、滑动水口、电子承烧板等。图14 所示为以镁锆粉为原料制备的滑动水口及坩埚。 图14 (a) 滑动水口；(b) 坩埚 5 结 语 综上所述，Mg-PSZ 具有优异耐磨耐热耐蚀和抗老化性能，特别是在水蒸汽存在的高温环境下，仍然可以保持良好的力学性能。正是由于这一特性，Mg-PSZ 已广泛应用于机械、化工、冶金、环保、纺织、造纸、石油等工业领域。然而，与Y-TZP相比较，Mg-PSZ 常温力学性能偏低，这在一定程度上限制了这一材料的应用。如何进一步提高Mg-PSZ 抗弯强度对于拓展其应用领域至关重要。此外，虽然国内关于Mg-PSZ 材料微观结构的调控以及力学性能的提高已有一些报道，Mg-PSZ 陶瓷材料的热处理温度及相关机理也已大致清楚，但是，对于高强度、高韧性的Mg-PSZ 材料的研究与制备仍然不够成熟，主要表现为在原子尺度上研 究其稳定剂的稳定行为、掌握相变行为机理以及其对显微组织结构和力学性能的影响、晶界的结构与性质对材料的物理性能及化学性能的影响等报道较少。而国外的国际化陶瓷企业在Mg-PSZ材料的制备工艺及性能上仍保持领先。因此，如何提升国内技术工艺水平，制备高性能Mg-PSZ结构陶瓷件在我国工业和工程领域依然具有重要意义。 参考文献： [1] 谢志鹏. 结构陶瓷[M]. 北京: 清华大学出版社, 2011. 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