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    立方相氧化鋯在可見(jiàn)光波段的折射率接近2.2，遠高于傳統的光學(xué)玻璃和光學(xué)樹(shù)脂（1.5~1.8）。立方相氧化鋯可以用于制作光學(xué)鏡頭，迎合了如數碼相機和望遠鏡等現代光學(xué)器件的大視角和小型化的發(fā)展趨勢。但氧化鋯單晶的生長(cháng)需要很高的溫度和較長(cháng)的周期，其制備成本很高。隨著(zhù)透明陶瓷技術(shù)的不斷發(fā)展，其在力學(xué)和光學(xué)等方面的優(yōu)勢使其得到較多關(guān)注，因此在相對較低的溫度下制備出氧化鋯透明陶瓷成為新的選擇。此外，氧化鋯透明陶瓷在可見(jiàn)光和中紅外波段具有良好的透過(guò)率，耐磨損、耐酸堿腐蝕、耐雨水侵蝕，有望用作窗口材料。 

　　近年來(lái)，中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所研究員李江團隊深入開(kāi)展了氧化鋯透明陶瓷的研究工作，并取得了系列研究進(jìn)展。該團隊以商業(yè)8YSZ（釔穩定氧化鋯）粉體為原料，系統研究了預燒溫度對陶瓷內部氣孔和晶粒尺寸的影響，結合熱等靜壓燒結制備出了兼具光學(xué)透過(guò)率和力學(xué)性能的氧化鋯透明陶瓷。隨著(zhù)熱等靜壓燒結的溫度從1350℃升高至1550℃，陶瓷在800nm處的直線(xiàn)透過(guò)率從65.3%升高至74.2%，平均晶粒尺寸從2.4μm增大至16.3μm，抗彎強度從328±20MPa降低至289±19MPa。較高的熱等靜壓燒結溫度能夠產(chǎn)生更強的燒結驅動(dòng)力，氣孔排除更充分，陶瓷光學(xué)透過(guò)率更好，但陶瓷的晶粒會(huì )長(cháng)大，相應力學(xué)性能下降。相關(guān)研究成果發(fā)表在Journal of Advanced Ceramics（2022，doi: 10.1007/s40145-022-0602-6）。 

　　同時(shí)，該團隊以成本低、來(lái)源廣的ZrOCl₂·8H₂O和Y(NO₃)₃為原料，NH₃·H₂O為沉淀劑，采用共沉淀法合成了Y_0.16Zr_0.84O_1.92納米粉體，并通過(guò)空氣預燒結合熱等靜壓燒結技術(shù)成功制備出了直線(xiàn)透過(guò)率達到65.3%@800nm的氧化鋯透明陶瓷。該研究團隊調控共沉淀工藝中滴定終點(diǎn)的pH值來(lái)優(yōu)化納米粉體的分散性和燒結活性，并將氧化鋯透明陶瓷的光學(xué)透過(guò)率提升至67.8%@800nm。該團隊通過(guò)優(yōu)化預燒溫度來(lái)提高氧化鋯透明陶瓷的光學(xué)透過(guò)率。結果表明，1300℃空氣預燒結合熱等靜壓燒結技術(shù)制備的氧化鋯透明陶瓷具有更好的光學(xué)質(zhì)量，其直線(xiàn)透過(guò)率達到72.4%@800nm。相關(guān)研究結果分別發(fā)表于Scripta Materialia（2019, 171: 98-101）、Optical Materials（2019, 98: 109475）和Optical Materials（2020, 100: 109645）。 

　　將稀土氧化物或過(guò)渡金屬氧化物作為著(zhù)色劑摻入陶瓷中，可以制備出顏色鮮艷、折射率高、理化性能穩定、力學(xué)性能優(yōu)異和無(wú)毒的彩色氧化鋯透明陶瓷，克服了彩色氧化鋯單晶在極高的制備溫度下著(zhù)色劑嚴重揮發(fā)的難題。目前國內外對氧化鋯透明陶瓷研究主要集中在無(wú)色或淡黃色上，因此對氧化鋯透明陶瓷顏色的研究以及開(kāi)發(fā)具有重要科學(xué)意義和應用價(jià)值。近期，李江團隊與江蘇大學(xué)材料學(xué)院教授劉強合作開(kāi)展了關(guān)于彩色氧化鋯透明陶瓷的研究工作，并取得了研究進(jìn)展。該團隊以商業(yè)8YSZ粉體和CeO₂粉體為原料，采用固相混合著(zhù)色法結合兩步燒結技術(shù)制備了直線(xiàn)透過(guò)率為70.7%@700nm，紅色度a*為57.1的彩色氧化鋯透明陶瓷。該紅色氧化鋯透明陶瓷制備技術(shù)可有效避免著(zhù)色劑揮發(fā)，相關(guān)研究成果發(fā)表于Optical Materials（2022, 129: 112484）。為提高紅色陶瓷的著(zhù)色均勻性，研究團隊采用共沉淀法合成了均勻摻雜的Ce:8YSZ納米粉體，并通過(guò)兩步燒結技術(shù)制備了直線(xiàn)透過(guò)率為47.6%@700nm，紅色度為52.0的氧化鋯透明陶瓷。該類(lèi)紅色氧化鋯透明陶瓷的成功制備，可以拓寬氧化鋯陶瓷在濾光片、信號燈罩等領(lǐng)域的應用。相關(guān)研究成果發(fā)表于Journal of Inorganic Materials（2022, doi:10.15541/jim20220025）。