浙大 材料科学基础Ⅱ课 专题报告二
浙大 材料科学基础Ⅱ课 专题报告一
相图绘制方法及应用整理探究目录相图绘制 (1)相图概念 (2)相图测定原理 (2)相图绘制方法 (2)一、动态法 (3)1、步冷曲线法 (3)2、差热分析曲线法 (4)3、热膨胀曲线法 (5)4、电导（电阻）法 (6)5、热质量法 (6)二、静态法 (6)1、淬火法 (6)2、X光探测法 (7)3、扩散偶法 (8)相图的用途 (9)化学化工领域 (9)硝酸钾生产 (9)矿物学领域 (10)材料设计领域 (11)总结 (12)参考文献 (12)相图概念在一个多相体系中，温度、压力和浓度的变化，使相的种类、数量和组成也相应地在变化。
如果将这种变化用几何图形来描述，这种图形就可以反映出该体系在一定的组成、温度和压力下达到平衡时所处的状态，反映出该体系在平衡状态下的相态，即反映出该体系内有哪些相，每个相的组成以及各相之间的相对数量等等。
这种几何图形称为相图，也称状态图或平衡图。
相图便是处于平衡状态下体系中的组成分、物相和外界条件相互关系的几何描述。
相图中的点、线、面、体都代表着不同温度和压力下平衡体系中的各个相、相组成和各相之间相互转变的关系。
相图测定原理相图测定就是通过实验测量和观察来确定材料中的相平衡关系，并绘制出相图的科学研究。
在相图中，每一个相区对于材料一定的平衡组织状态。
当材料跨越不同的相区时，就会出现组织状态的变化，或者出现新相或者旧相消失。
该过程所伴随的物理、化学性质的变化，利用这种变化就可以测定出材料的相平衡关系。
相图绘制方法随着研究、技术的进步，相图的测量方法也越来越多，综合来看，可以将众多的方法分为动态法和静态法两大类（见下图）。
而在实际测定中，得到相图结果的准确度与所使用的方法及仪器本身的精度有密切关系。
一种方法可能适合这个体系而不适合另外的体系。
选用相图测量方法时必须综合考虑在体系相变过程中所测量的量的变化大小和仪器对这一变化的灵敏程度。
目前用的普遍的方法有动态法中的热分析法和静态法中的合金法、扩散偶法。
浙大-材料科学基础Ⅱ课-专题报告五
专题报告五—陶瓷的特种烧结技术目录一、简介1.微波与等离子体烧结技术------------------------------12.等离子体放电烧结技术--------------------------------1二、特种烧结的方法---------------------------------------21．微波与等离子体烧结技术-----------------------------21.1微波加热烧结----------------------------------21.2微波等离子烧结--------------------------------31.3微波--等离子体分步烧结------------------------42．等离子体放电烧结技术-------------------------------5三、特种烧结的应用----------------------------------------61.微波与等离子体烧结技术------------------------------62．等离子体放电烧结技术-------------------------------7 2．1纳米材料的制备-------------------------------72．2梯度功能材料的烧结---------------------------82．3高致密度、细晶粒陶瓷-------------------------9四、参考文献---------------------------------------------10特种烧结：随着现代科学技术的进步，各种新兴技术在无机材料的合成制备领域有了广泛的应用，现着重介绍两种特种烧结技术：微波与等离子体烧结技术，等离子体放电烧结技术一、简介1.微波与等离子体烧结技术微波是指波长在1mm~0。
1mm范围内的电磁波，对应频率范围为30~300MHZ。
材料科学基础实验报告(新)
材料科学基础实验报告
专业 姓名 实验时间 实验名称
实验目的：
班级 同组人
年月
组别
指导教师
日
实验地点
实验预习报告
实验仪器：
实验原理：
实验步骤：
原始数据：
实验数据记录表
数据处理及思考题：
教师课堂签名：
实验小结：
教师评语：
1. 实验预习：（ 认真、 较认真、 一般、 较差、 很差 ）；占 30%
2. 原始数据及实验操作能力：（好、较好、一般、差）占 30%
3. 实验结果、误差分析或作图：（ 规范、 中等、 不规范 ）；占 30%
4. 卷面整洁度：（ 很好、 较好、 中等、 较差、 很差 ）；占 10%
评定等级：[ ]
教师签名：
日期： 年 月 日
浙大材料科学基础课后习题与解答
浙江大学材料科学与基础习题与解答第一章晶体结构一、分别确定具有下述晶胞参数关系的晶胞可能属于哪些晶系：1、；2、a b c；3、b c；4、；5、解答：1、（正交、四方、立方）2、（三斜、单斜、正交）3、（三斜、单斜、正交、四方）4、（三斜、单斜、菱方）5、（正交、六方、四方、立方）二、设图1-11是立方晶系，试标出AF方向的晶向指数，并写出该晶向所属晶向族中其它所有晶向指数。
解答：[11]，<111>=[111]、[11]、[11]、[1]、[11]、[1]、[1]、[]三、一个正交晶系晶胞，在X、Y、Z三个晶轴上分别截a/2、4b和2c/3，连接这三个截点作一个平面，试确定该平面的晶面指数；写出该晶胞包含（111）晶面的晶面族中所有其它晶面。
解答：(816)1四、分别确定立方晶系和正交晶系中{110}晶面族中的所有晶面。
与立方晶系{110}晶面族对比，正交晶系不属于{110}晶面族而立方晶系中却包含在{110}晶面族中的那些面，在正交晶系中分另属于什么晶族，请分类确定。
解答：立方：{110}=(110)+ (101)+(011)+(10)+ (01)+ (10)+(01)+(10)+ (01)+ (0)+ (0)+(0)；正交：{110}=(110)+ (10)+(10)+ (0)；{101}=(101)+ (10)+(01)+ (0)；{011}=(011)+(01)+(01)+ (0)五、在六方晶系中，有如右图中画出的一个晶面，试标定它的晶面指数。
解答：（20）六、设两个晶面（152）和（034）是属于六方晶系的正交坐标表述，试给出在描述六方晶胞中常用的四轴坐标下这两个晶面的晶面指数。
若现在有两个晶面（23）、（22），试确定这两个晶面在正交坐标下的晶面指数。
解答：（152），（034），（23），（22）2七、若上题中的所有晶面指数改为相应的晶向指数，请同样确定经转换后对应的各晶向指数。
《材料科学基础2料》课程简介和教学大纲
《材料科学基础2 ［料］》课程简介课程编号：02034019课程名称：材料科学基础B2∕Fundamental of Material Science B2学分：3学时：48适用专业：材料科学与工程建议修读学期：5先修课程：物理化学，材料科学基础1考核方式与成绩评定标准：课程考核成绩采用平时成绩+期终考试成绩相结合的方式，平时成绩占课程考核成绩的20%,平时成绩考核采用考勤、作业和课堂提问相结合的方式；期终考试成绩占课程考核成绩的80%教材与主要参考书目：【教材】材料科学基础（第三版），胡廉祥、蔡南、戎咏华，上海交通大学出版社，2010 【参考书目】1.材料科学基础，余永宁，高等教育出版社，20062.材料科学基础，潘金生，清华大学出版社，20113. Fundamentals of Materials Science and Engineering: An Integrated Approach, William D. Callister, David G. Rethwisch, 2012 内容概述：材料科学基础2的课程教学内容主要为材料的形变和再结晶，单组元相图及纯金属的凝固，二元相图，三元相图以及材料的亚稳态和功能特性等。
通过本课程的学习，可使学生掌握固体材料变形的基本方式、金属及合金强化机理；掌握结晶的基本过程、热力学条件、形核及长大规律、凝固理论的应用；掌握相图的基本知识，二元相图的基本类型，分析与使用方法，熟练应用铁碳相图；掌握三元相图类型、分析方法、等温截面、变温截面等。
为后续专业课的学习打下牢固的基础。
The contents of Fundamental of Material Science 2are the deformation and recrystallization of materials, single phase diagram and pure metals solidification, two phases diagram, three phases diagram, the metastable phase and functional characteristics of materials, etc. By studying of this course, the students can master the basic deformation methods of materials, the strengthening mechanism of metals and alloys, the basic processing of crystallization, thermodynamic of crystallization, nucleation and growth of crystal, the application of solidification theory, the basicknowledge of phase diagram, the basic types of two phases diagram, the application of Fe-C phase diagram, the analysis of three phases diagram, isothermal section and variable section. This course lays a solid foundation for the following courses.《材料科学基础2［料］》教学大纲课程编号：02034019课程名称：材料科学基础B2∕Fundamental of Material Science B2学分：3学时：48适用专业：材料科学与工程建议修读学期：5先修课程：物理化学，材料科学基础1一、课程性质、目的与任务【课程性质】本课程是材料科学与工程专业的主要专业基础课之一。
材料科学基础试卷及解答二
浙江大学材料科学基础试卷一填空题（20）1、在晶体学中，所有的晶体均可归纳为＿＿＿个晶系中，＿＿＿种布拉菲点阵，所有空间点阵又可归于＿＿＿晶族，通过宏观对称要素分析，晶体可能存在的对称类型（点群）有＿＿＿种。
（7、14、3、32）2、晶体的对称要素要宏观对称要素和微观对称要素之分，宏观对称要素包括：＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿等，围观对称要素包括＿＿＿、＿＿＿等。
（回转对称轴、对称面、对称中央、回转-反演轴；滑动面、螺旋轴）3、缺陷亏归纳为＿＿＿缺陷、＿＿＿缺陷和＿＿＿缺陷三类，位错属于＿＿＿缺陷，其最重要最基本的形态有＿＿＿位错和＿＿＿位错两种，也有介于他们之间的＿＿＿位错。
（点、线、面；线；刃型、螺型；混合型）4、按照溶质原子在晶体点阵中的位置，可以讲固溶体分为三类：分离是＿＿＿固溶体、＿＿＿固溶体和＿＿＿固溶体。
（置换、间隙、缺位）二挑选题(30)1、镜像指数与晶面指数满意条件[hkl]⊥（hkl）的晶系为：（A）A.惟自立方晶系B.立方晶系与正交晶系C.惟独正交晶系2、原子半径的大小与键的性质直接相关。
不同的键型，原子半径也不相同。
其中，可以用键长的普通表示为：（A）A.共价半径、范德瓦尔斯半径B.金属半径、离子半径C.共价半径、离子半径3、密排六方和面心立方结构密排面上院子的堆垛方式为：（A）A.ABAB……,ABCABC……第 1 页/共 6 页B. ABCABC……,ABAB……C. ABCABC……,ABCABC……4、 金属晶体中最典型的结构是：（A ）A. 面心立方、体心立方、密排六方B. 面心立方、容易立方、密排六方C. 面心立方、提心四方、密排六方5、 正离子配位数通常有正负离子半径比决定，因此：（A ）A. 配位多面体是八面体时，正、负离子半径比应处于0.414~0.732范围B. 正离子配位数为6时，正、负离子半径比处于0.225~0.414范围C. 正、负离子半径比处于0.732~1.0范围时，配位多面体是四面体6、 缺陷的特征是：（B ）A. 不随外界条件的改变而变动，也不会合并和出现B. 随着各种条件的改变而不断变动，有些可以产生、发展、运动、交互作用、合并和出现C. 随着各种条件的改变而不断变动，但不产生交互作用，不会合并和出现7、 设△G 为氧化物MO 的肖特基缺陷形成自由焓变化，则对该体系中由肖特基缺陷形成的[V M ]和[V O ]空位的总浓度[V]的计算式为(C) A. ⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-=T G exp [V]k B. )RTG -exp 2[V]∆=（ C. )RT G -exp 2[V]2∆=（8、 位错最重要的性质之一是它可以在晶体中运动，其中：（C ）A. 刃型位错不引起剪切畸变，也不引起体积的膨胀和收缩，螺型位错反第 3 页/共 6 页之B. 刃型位错引起压缩变形，螺型位错引起体积的碰撞C. 螺型位错只引起剪切畸变，而不引起体积的膨胀和收缩，刃型位错反之9、 位错滑移与攀移所需驱动力的性质可分离描述为：（C ）A. 弹性力；化学力与切应力B. 化学力与切应力；弹性力C. 切应力；化学力与弹性力10、 固体表面力源自于：（A ）A. 固体表面质点罗列的周期性中断，力场对称性破坏，表现出的剩余键力B. 固体表面的不匀称性，外界物质容易填入台阶处而表现出的吸引力C. 固体表面因为大量位错露头的存在，产生了表面缺陷，改变了表面势场而浮上的作使劲11、 固溶体特点是掺入外来杂质原子后本来的晶体结构不发生改变，但点阵畸变，性能变化。
材料科学基础2复习题与参考答案
材料科学基础2复习题与参考答案材料科学基础2复习题及部分参考答案一、名词解释1、再结晶：指经冷变形的金属在足够高的温度下加热时，通过新晶粒的形核及长大，以无畸变的等轴晶粒取代变形晶粒的过程。
2、交滑移：在晶体中，出现两个或多个滑移面沿着某个共同的滑移方向同时或交替滑移。
3、冷拉：在常温条件下，以超过原来屈服点强度的拉应力，强行拉伸聚合物，使其产生塑性变形以达到提高其屈服点强度和节约材料为目的。
（《笔记》聚合物拉伸时出现的细颈伸展过程。
）4、位错：指晶体材料的一种内部微观缺陷，即原子的局部不规则排列（晶体学缺陷）。
（《书》晶体中某处一列或者若干列原子发生了有规律的错排现象）5、柯氏气团：金属内部存在的大量位错线，在刃型位错线附近经常会吸附大量的异类溶质原子（大小不同吸附的位置有差别）,形成所谓的“柯氏气团”。
（《书》溶质原子与位错弹性交互作用的结果，使溶质原子趋于聚集在位错周围，以减小畸变，降低体系的能量，使体系更加稳定。
）6、位错密度：单位体积晶体中所含的位错线的总长度或晶体中穿过单位截面面积的位错线数目。
7、二次再结晶：晶粒的不均匀长大就好像在再结晶后均匀、细小的等轴晶粒中又重新发生了再结晶。
8、滑移的临界分切应力：滑移系开动所需要的最小分切应力。
（《书》晶体开始滑移时，滑移方向上的分切应力。
）9、加工硬化：金属材料在再结晶温度以下塑性变形时强度和硬度升高，而塑性和韧性降低的现象，又称冷作硬化。
（《书》随塑性变形的增大，塑性变形抗力不断增加的现象。
）10、热加工：金属铸造、热扎、锻造、焊接和金属热处理等工艺的总称。
（《书》使金属在再结晶温度以上发生加工变形的工艺。
）11、柏氏矢量：是描述位错实质的重要物理量。
反映出柏氏回路包含的位错所引起点阵畸变的总积累。
（《书》揭示位错本质并描述位错行为的矢量。
）反映由位错引起的点阵畸变大小的物理量。
12、多滑移：晶体的滑移在两组或者更多的滑移面（系）上同时进行或者交替进行。
教学大纲-浙江大学材料科学与工程学院
材料科学基础教学大纲课程号：09120580 课程名称：材料科学基础II 学分：4英文名称： Fundamentals of Materials Science (II) 周学时： 4预修课程：《材料科学基础I》面向对象：材料科学与工程专业本科生一、课程介绍（100-150字）（一）中文简介《材料科学基础II》是《材料科学基础I》与材料科学后续专业课程的连接纽带，是材料系学生学习其它材料科学与工程相关专业课的基础，内容主要包括固态扩散、相图、固相反应、陶瓷烧结过程、熔融态与玻璃态、金属的凝固与结晶、固态相变过程等。
（二）英文简介This course provides fundamental knowleges for more specified courses related to materials science and engineering. The major contents are as follows: solid diffusion, phase diagrams, solid state reaction, sintering process of ceramics, molten and glassy states, solidification and crystallization of metals, and solid state phase transformations.二、教学目标(一)学习目标《材料科学基础II》课程教学的基本目的是在学生学完《材料科学基础I》课程之后，通过本课程的学习，进一步掌握材料研究与制备过程中所涉及的基础理论问题，如相平衡与相变过程、材料不同尺度范围内的本征结构、晶体组织、几何形态及表观性能，材料微观行为与宏观表现的有机联系，具有不同化学成分、加工过程、组织结构及宏观性能材料的物理本质、材料制备过程中的固相反应和烧结过程等。
学完本课程后，学生应掌握固态扩散基础知识；各类相图的判读以及在实际过程中的应用；理解固相反应、陶瓷烧结过程的实质和控制条件以及相关的动力学关系；掌握玻璃制备过程中的熔融态结构与性质以及玻璃形成过程与结构；掌握金属凝固和结晶基本过程以及成分分布、组织结构调控；掌握材料固态相变，特别是钢的奥氏体化、珠光体相变、马氏体相变、贝氏体相变、脱溶与时效、调幅分解等基础知识。
材料科学基础2教学(浙大)习题.doc
习题第一章晶体结构与晶体的结构缺陷1.下图为MgO单位晶胞图，请指出氧离子的紧密堆积方向及紧密堆积类型，指出其八面体空隙，四面体空隙的填充情况，并说明单位晶胞中有几个MgO分子。
2.用鲍林规则分析滑石Mg3[Si4Oi0](OH)2结构，(见图)，并指出单位晶胞有几个滑石分子,说明与结构关联的性质特点。
No. l 1.6314229To219No. 2 1.76946902163.MgO、CaO、SrO、BaO皆为NaCl型结构，其晶格能大小顺序为__________________ >_______ > _________ > _________ ；硬度变化顺序为_________ > _________ > __________ >4.由结晶化学定律，决定_______________ 晶体结构的主要因素是构成晶体质点的___________ 、________ 和_____________ 05. __________________________________________ 由"个等径球紧密堆积时，其四面体空隙有____________________________________________ 个，八面体空隙有_______ 个。
等径球的紧密堆积形式有______________ 和_____________ o第二章熔融态与玻璃通性1.试用lgr|=E+F/(T-To)方程式，绘出下列两种熔体在1350°C ~500°C间的粘度-温度曲线(lgf|~l/T)：2.一种熔体在1300°C的粘度是3100泊，在800°C是10*泊，在1050°C时其粘度是多少？在此粘度下急冷，是否形成玻璃？3.决定玻璃熔体中复合阴离子团大小和结构的主要因素是什么？试从熔体结构4.实验获得Na2O-A12O3-SiO2和Na2O-B2C)3-SiO2系统玻璃的分子体积随组成中R2O3含量变化如下图，试解释其原因。
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专题报告2-氧化锆（ZrO2）及其与氧化锆相关的相图
目录
一、氧化锆的结构及性能 (2)
1.氧化锆的结构 (2)
2.物化性质 (2)
2.1物理性质 (2)
2.2化学性质 (2)
二、氧化锆的应用 (3)
1.氧化锆耐火材料 (3)
2.氧化锆结构陶瓷 (3)
4.氧化锆装饰材料 (3)
5.氧化锆其它应用 (3)
三、氧化锆的晶型、各晶型之间的转变及其控制技术 (3)
1.晶型介绍 (3)
1.1四方ZrO2 (4)
1.2立方ZrO2 (4)
2.晶型转变 (4)
2.1单斜与四方的转变 (4)
3.控制晶型转变 (5)
3.1化学掺杂稳定 (5)
3.2物理稳定 (5)
3.3稳定二氧化锆的制备方法 (5)
四、与氧化锆有关的单元和二元系统相图。
(6)
1.ZrO2的单元相图 (6)
2.二元系统相图 (6)
五、参考文献 (9)
一、氧化锆的结构及性能
1.氧化锆的结构
ZrO2有三种晶型：单斜、四方、立方。
低温时为单斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。
立方氧化锆：一般为人工合成，是一种坚硬、无色及光学上无瑕的结晶。
因为其成本低廉，耐用而外观与钻石相似，故此在1976年起至今都是最主要的钻石（金刚石）的代替品。
2.物化性质
2.1物理性质
性状：白色重质无定形粉末、无臭、无味，溶于2份硫酸和1份水的混合液中，微溶于盐酸和硝酸，慢溶于氢氟酸，几乎不溶于水。
有刺激性。
相对密度5.85。
熔点 2680 ℃。
沸点4300 ℃。
硬度次于金刚石。
2.2化学性质
（1）由灼烧二氧化锆水合物或挥发性含氧酸锆盐所得的二氧化锆为白色粉末，不溶于水。
ZrO2·xH2O ZrO2+xH2O；
（2）经由轻度灼烧所得的二氧化锆，比较容易被无机酸溶解。
ZrO2+4H+=Zr4++2H2O
强热灼烧所得的二氧化锆只溶于浓硫酸和氢氟酸，经过熔融重结晶的二氧化锆只与氢氟酸作用。
（3）二氧化锆是一种两性氧化物，与碱共熔可形成锆酸盐，[2] 但锆酸盐遇水容易水解为ZrO2·xH2O而沉淀。
ZrO2+2NaOH=Na2ZrO3+H2O Na.ZrO3+H2O=ZrO2+NaOH；
（4）二氧化锆与碳和氯气高温反应，或者与四氯化碳反应，生成四氯化锆及二氯氧化锆，水解又得到二氧化锆
3ZrO2+2C+4Cl2=ZrCl4+2CO2+2ZrOCl2；
（5）它在电弧中与碳作用生成碳化锆
ZrO2+2C=CO2+ZrC；
（6）成斜锆石型的ZrO2 是黄色或棕色单色斜晶体不溶于水、盐酸和稀硫酸，溶于热浓氢氟酸、硝酸和硫酸。
与碱共熔生成锆酸盐。
化学性质非常稳定。
用于制高级陶瓷、搪瓷、耐火材料。
可由锆英石与纯碱共熔，用水浸出锆酸钠，与盐酸作用成二氯氧化锆，再煅烧而制得。
二、氧化锆的应用
1.氧化锆耐火材料
氧化锆坩埚、氧化锆耐火纤维、氧化锆窑炉材料。
2.氧化锆结构陶瓷
氧化锆陶瓷轴承、氧化锆陶瓷阀门、氧化锆研磨材料。
3.氧化锆功能陶瓷
圆珠笔用氧化锆陶瓷球珠、氧化锆陶瓷刀具、氧化锆高温发热材料、氧化锆生物陶瓷材料、氧化锆涂层材料、氧化锆通讯材料、氧化锆氧传感器。
4.氧化锆装饰材料
氧化锆宝石材料、氧化锆陶瓷首饰。
5.氧化锆其它应用
与氧化锆形成复相材料、普通陶瓷添加剂、制备铬酸盐原料。
三、氧化锆的晶型、各晶型之间的转变及其控制技术
1.晶型介绍
各个晶型的密度（g／cm3）分别为：单斜ZrO2为5．56，四方ZrO2为6．10，立方ZrO2为6．27。
其中常温稳定相为单斜晶型，其晶胞参数a=5.312 9×10-10m,b=5.212 3×10-10m，c=5.147 1×10-10m，β=1.7317 rad(99.218º)。
1.1四方ZrO2
晶胞结构是Zr与O所处的位置类似于萤石型结构,Zr为8个O所包围，Zr与其中4个0是等距离配位,其距离为0.2455nm；另外四个0也是等距离配位，Zr与0距离为 0.2065nm，说明0占有四方的偏心位置，表明氧空位有利阴离子的转移。
1.2立方ZrO2
晶格内每个Zr与8个0等距离配位，每个Zr与4个0是四面体配位。
2.晶型转变
ZrO2各晶型之间会发生转变，其晶型转变关系如下：
稳定的低温相为单斜晶结构(m —
ZrO )，高于1000℃时，四方晶相 (t— ZrO )
逐渐形成，直至2370℃只存在四方晶相，高
于2370 ℃至熔点温度则为立方晶相(c—
ZrO )。
2.1单斜与四方的转变
当温度升高到接近1 473 K时,单斜晶型
会转变成四方晶型。
该转变温度会受到ZrO2
中溶有的杂质(溶质)影响。
例如，加入物质
的量分数为1%的Y2O3后，ZrO２的单斜晶型
能在1 133 K下转变为四方晶型，转变温度
大约下降了340 K，此转变伴随有7%～9%的
体积收缩和1.8×10４J·mol-1的吸热效
应。
此转变属于位移式转变中的马氏体相变，转变速度很快。
从热膨胀曲线及差热曲线可以发现，在加热过程中由单斜转变成四方ZrO2的温度(≈1 473 K)，和冷却过程中后者转化为前者的温度(≈1 273 K)，并不一致。
也就是说，出现了多晶转变中常见的热滞现象。
同时，在加热升温过程中伴随着体积收缩，而在冷却过程中则体积膨胀。
3.控制晶型转变
3.1化学掺杂稳定
化学掺杂稳定是指向二氧化锆中加入稳定剂，抑制ZrO晶型的转化，在室温下保持四方晶型或立方晶型的高温相，呈亚稳定状态。
（1）掺杂低价金属氧化物固溶稳定
在 ZrO中掺杂化合价低于四价的碱土金属氧化物或稀土金属氧化物如MgO，CaO，Y 0，Sc0，等。
这些低价阳离子将取代 zr4的位置。
这种固溶体可以通过快冷避免共析分解，以亚稳态保持到室温。
ZrO2在发生位移式相变时，有较大的体积效应，因此它不能在高温下直接使用。
可掺入一定量的CaO和MgO 等氧化物固相反应和烧结后，使之固溶于ZrO2中，可使相变得到抑制，以避免体积效应的发生。
这是由于添加剂的引入，使ZrO2晶体出现微局部带电的组成和结构缺陷，并在缺陷的附近，出现了显著的晶格场畸变内应力。
这种内应力一般是压应力，会抑制晶型转变。
因此，在降温过程中，立方晶型便可能不再转变为四方或单斜晶型，而成为介稳的晶相保留下来，避免了体积效应的产生，生成了所谓立方晶型的稳定ZrO2。
（2）阴离子的掺杂稳定
利用碳、氮等阴离子的掺杂稳定作用。
在一定条件下碳元素可以以替位方式进入晶格，以原子的形式存在于ZrO：的八面体空隙中，使 ZrO：晶体内的单斜相部分转变为四方相二氧化锆，并保留到室温。
3.2物理稳定
物理稳定是利用二氧化锆从四方相到单斜相的变化存在临界尺寸，通过控制二氧化锆的晶粒尺寸来稳定二氧化锆，在室温下只要二氧化锆粒子足够小，就能得到稳定的四方相二氧化锆。
3.3稳定二氧化锆的制备方法
1、中和沉淀法。
2、加热水解法。
3、溶胶一凝胶法。
4、固相法。
5、其他（如微乳液法、水热法、热分解法、化学气相沉积法(CVD)和管理工作式工艺反应法等）。
四、与氧化锆有关的单元和二元系统相图。
1.ZrO2的单元相图
2.二元系统相图
CeO2-Zr02:
CaO-ZrO：Y2O3-Zr02: Ti-ZrO2:
Zr-Zr02: U02-Zr02:
五、参考文献
任永国，氧化锆材料种类及应用，中国陶瓷
唐辉，氧化锆材料的掺杂机理探讨，稀有金属快报
陈守刚，氧化锆相变稳定机制的研究进展及应用，硅酸盐通报。