釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉末的水熱水解法制備

劉志宏，趙立星，劉智勇，李玉虎，李啟厚

（中南大學(xué) 冶金與環(huán)境學(xué)院，長沙 410083）

釔穩(wěn)定四方相氧化鋯粉末的水熱水解法制備

劉志宏，趙立星，劉智勇，李玉虎，李啟厚

（中南大學(xué) 冶金與環(huán)境學(xué)院，長沙 410083）

采用水熱水解法制備粒徑可控的釔穩(wěn)定四方相氧化鋯（Y-TZP）粉末，考察水熱時間、溫度和 H+濃度對Y-TZP前軀體粉末顆粒粒徑及其分布的影響。結(jié)果表明：水熱水解法制備的Y-TZP前驅(qū)體粉末為單斜相，分散性好，顆粒粒徑為50～300 nm；水解水熱反應(yīng)進程越充分，前驅(qū)體顆粒平均粒徑越大，陳化導(dǎo)致其粒徑分布變寬。在實驗的濃度（0.485mol/L ZrOCl2、0.03mol/L YCl3）和溫度（130～150 ℃）范圍內(nèi)，升高溫度，前驅(qū)體顆粒平均粒徑從186.2 nm降低為94.1 nm，且其分布變窄；H+濃度對前驅(qū)體顆粒平均粒徑影響明顯，提高H+濃度，前驅(qū)體顆粒的平均粒徑先增大后減小。水熱水解法制備的Y-TZP前驅(qū)體滴氨摻釔后，于1000 ℃煅燒1 h得到釔穩(wěn)定四方相氧化鋯（Y-TZP）粉末，粒徑約為120 nm，且其分布較窄。

氧化鋯；Y-TZP前軀體；水熱水解；粒徑；分布

氧化鋯是一種用途廣泛的陶瓷材料，具有立方、四方和單斜3種晶體結(jié)構(gòu)，它們分別在2643 K以上、1443～2643 K之間和小于1443 K溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定；氧化鋯四方相轉(zhuǎn)化為單斜相的相變，伴隨有 5%的剪切應(yīng)力產(chǎn)生及8%的體積膨脹［1］。因此，純氧化鋯陶瓷在燒結(jié)降溫中，會因這一相變產(chǎn)生體積膨脹，導(dǎo)致其斷裂韌性較差［1］。研究發(fā)現(xiàn)，適量摻雜Y3+、Mg2+、Ce4+等陽離子，可使氧化鋯在室溫下仍保持四方相或立方相，從而解決氧化鋯陶瓷燒結(jié)冷卻中體積膨脹的問題［2］。釔穩(wěn)定氧化鋯（YSZ）陶瓷力學(xué)性能優(yōu)越，長期以來，其制備技術(shù)一直是研究的熱點［2-8］。

目前，濕化學(xué)法制備釔穩(wěn)定氧化鋯粉末的方法有沉淀法［3-5］、溶膠-凝膠法［6］、沉淀-水熱法［8-10］、水解法［11-15］等多種，其中，后兩種方法已得到較廣泛的商業(yè)應(yīng)用［12］。沉淀法制備的水合氧化鋯粒徑較小，其粒徑及分布調(diào)控有限，含水量和比表面能較高，在洗滌、干燥及煅燒過程中易形成硬團聚。溶膠-凝膠法能耗低，產(chǎn)物化學(xué)成分均一，但工藝復(fù)雜且原料成本高，難以實現(xiàn)工業(yè)化。沉淀-水熱法是將沉淀法制備的水合氧化鋯再經(jīng)水熱處理，提高粉末的分散性和結(jié)晶度，但粉末形貌變化不大，仍具有較高的比表面能，易團聚。水解法又分為常壓水解法［13-15］和水熱水解法［11-12］。常壓水解法是在常壓、溫度低于100 ℃的條件下，通過無機鋯鹽溶液水解沉淀制備氧化鋯粉末。該法粉末形貌易于控制，但反應(yīng)耗時過長，往往超過70 h，不利于工業(yè)生產(chǎn)［13］。提高溫度可顯著縮短水解時間［13］。水熱水解法是在溫度大于100 ℃的水熱條件下，使無機鋯鹽溶液自發(fā)水解，制備氧化鋯粉末的方法，該法既克服常壓水解法反應(yīng)耗時過長的不足，又保留其形貌易于控制的優(yōu)點。

目前，氧化鋯粉末的常壓水解法制備及其粒徑控制，國外已有報道［13］。但關(guān)于水熱水解法的報道較少［11-12］，特別是對粉末粒徑及其分布與水熱水解條件之間的關(guān)系，仍缺乏深入的研究，這極大制約著釔穩(wěn)定氧化鋯粉末制備技術(shù)水平的提升。

本文作者以ZrOCl2和YCl3為原料，采用水熱水解法，分別以鹽酸和氨水為溶液pH值調(diào)節(jié)劑、氨水為沉淀劑，在130～150 ℃水熱條件下制備Y-TZP前驅(qū)體粉末，系統(tǒng)研究水熱時間、溫度、H+濃度等對Y-TZP前驅(qū)體的粒徑及其分布的影響，研究結(jié)果對高性能釔穩(wěn)定氧化鋯粉末的工業(yè)化生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義。

1 實驗

1.1 實驗原料

實驗原料為氯氧化鋯（ZrOCl2·8H2O，淄博環(huán)拓化工有限公司生產(chǎn)）、氯化釔（YCl3·6H2O，上海阿拉丁生化科技股份有限公司生產(chǎn)）、鹽酸（HCl，衡陽凱信化工試劑有限公司生產(chǎn)）、氨水（NH3，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)）和硝酸銀（AgNO3，國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)），除氯氧化鋯為化學(xué)純外，其余均為分析純試劑；實驗用水為自制去離子水。

1.2 樣品制備

1） 將ZrOCl2·8H2O和YCl3·6H2O按摩爾比97:6的比例溶解，其中ZrOCl2濃度為0.97mol/L，YCl3濃度為0.06mol/L。溶液稀釋一倍后，在130～150 ℃溫度范圍內(nèi)水熱6～18 h后自然冷卻，得到白色穩(wěn)定懸浮液。離心水洗3～5遍，直至用0.1mol/L的AgNO3溶液檢測不到氯離子，再用乙醇洗滌數(shù)次，離心后放在烘箱中經(jīng)60 ℃干燥8 h，得到白色粉末，研磨并分析。

2） 取上述配制溶液50 mL，分別加入不同濃度的氨水和HCl溶液50 mL，于130 ℃水熱18 h后自然冷卻，同步驟1洗滌干燥，研磨并分析。

3） 取部分130 ℃水熱12 h后的白色穩(wěn)定懸浮液，在30℃恒溫攪拌下以1mL/min滴入10%氨水（質(zhì)量分數(shù)）至pH=9，靜置陳化一晝夜后，同步驟1洗滌干燥，于1000℃下煅燒1h后研磨并分析。

水熱水解法制備Y-TZP流程如圖1所示。

圖1 水熱水解法制備Y-TZP流程圖Fig. 1 Schematic diagram for producing Y-TZP powders by hydrothermal hydrolysis process

1.3 粉末表征

采用場發(fā)射掃描電鏡（JSM-2100F）觀察顆粒形貌、粒徑及分散狀態(tài)；采用XRD （ Rigaku-TTRⅢ型X 射線衍射儀，Cu 靶，Kα，λ=0.154 06 nm ） 分析樣品物相；采用ICP-AES對鋯和釔的沉淀率進行分析計算；采用BET測試儀測定煅燒前后樣品的N2等溫吸脫附曲線并進行分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 水解沉淀法制備氧化鋯形核與生長機理

氧氯化鋯在溶液中水解方程式為

一般認為ZrOCl2溶于水后，ZrO2+離子在水溶液中以四配合物［Zr（OH）2·4H2O］48+形式存在，在每個［Zr（OH）2·4H2O］48+中鋯原子按正方形排列，每個鋯原子通過4個橋羥基和4個水分子呈同等配位，升高溫度，［Zr（OH）2·4H2O］48+通過脫質(zhì)子化過程從配合水中釋放H+，生成具有外羥基的四配合物［13］［Zr（OH）2+x·（4-x）H2O］4（8-4x）+，這是一個較快的過程［14］，反應(yīng)如下：具有外羥基的之間會通過聚合形成聚合物，隨著水解的進行，聚合物濃度達到臨界值后均相爆發(fā)形核，則在晶核表面附著生長，晶核長大形成起始顆粒，起始顆粒又通過聚合作用，形成表觀顆粒［15］。根據(jù) HOGG 等［16］的Homocoagulation和Heterocoagulation模型計算，起始顆粒的聚集分均相聚集和非均相聚集兩種方式，而BLEIER等［17］研究發(fā)現(xiàn)，在較高的ZrOCl2濃度下，通過水解反應(yīng)制備的氧化鋯前驅(qū)體表觀顆粒主要由非均相聚集形成的。圖2所示為通過水熱水解沉淀法制備的Y-TZP前驅(qū)體的SEM像。由圖2可以看出，Y-TZP為細小顆粒團聚體。

2.2 水熱時間的影響

配置 0.485mol/L ZrOCl2+0.03mol/L YCl3溶液100 mL，裝入密閉的高壓釜中，分別于130 ℃水熱6、9、12、18 h，考察水熱時間對Zr和Y的沉淀率及Y-TZP前驅(qū)體形貌的影響，表1所列為不同水熱水解條件下溶液中Zr和Y的沉淀率。圖3所示為產(chǎn)物的SEM像及粒徑分布圖。

圖2 水熱水解沉淀法制備的氧化鋯高倍率SEM像Fig. 2 SEM image of zirconia prepared by hydrothermal hydrolysis process

圖3中左列為水熱不同時間后樣品的SEM像，右列為隨機統(tǒng)計圖片中 150～200個顆粒（不說明則為表觀顆粒，下同）粒徑后得到的粒徑分布圖，其中d為平均粒徑。結(jié)合表1和圖3可以看出，通過水熱水解沉淀法制備的Y-TZP前驅(qū)體顆粒為不規(guī)則球形，分散性好，反應(yīng)6 h和9 h后，Zr的沉淀率從76.1%升高為94.2%，粉末的平均粒徑從131.4 nm變?yōu)?85.2 nm，說明水熱水解反應(yīng)進行得愈充分，顆粒尺寸愈大［14］。水解9 h、12 h和18 h后，Zr的沉淀率在94%以上，且粒徑變化不明顯，但粒徑分布逐漸變寬。這是由于反應(yīng)結(jié)束后，隨著水熱時間的延長，在0.96 mol的鹽酸中，Y-TZP前驅(qū)體發(fā)生了Ostwald陳化，導(dǎo)致大顆粒增多的同時均一性變差。表1中水熱后Y的沉淀率很小，考慮到氧化鋯的物理吸附，130 ℃水熱時，Y3+在0.96mol/L的鹽酸溶液中基本不會發(fā)生水解沉淀反應(yīng)。

2.3 水熱溫度的影響

配置 0.485mol/L ZrOCl2+0.03mol/L YCl3溶液100 mL，裝入密閉的高壓釜中，分別于130、140和150 ℃水熱12 h，考察水熱溫度對Y-TZP前驅(qū)體形貌及晶粒尺寸的影響。圖4所示為產(chǎn)物的XRD譜。圖5所示為產(chǎn)物的SEM像及粒徑分布。

圖4的XRD譜掃描范圍為22°～28°，掃描速率1 （°）/s，步長0.01°。圖中顯示，不同溫度下制備的樣品均為單斜相，且隨著溫度的改變，峰形并沒有明顯變化，呈單斜相。對圖3中［111］晶面峰進行擬合并用謝樂公式進行計算：式中：K為Scherrer常數(shù)；D為晶粒垂直于晶面方向的平均厚度；B為實測樣品衍射峰積分半高寬度；θ為衍射角；γ為X射線波長。

通過謝樂公式計算出130～150 ℃溫度下水熱12 h后氧化鋯的晶粒尺寸分別為2.53、2.51、2.49 nm。前驅(qū)體表觀顆粒為起始顆粒通過聚集形成的，因此，通過謝樂公式對［11］晶面峰進行擬合計算得到的晶粒尺寸反應(yīng)了起始顆粒的尺寸大?。?8］。從計算結(jié)果來看，不同溫度下水熱12 h后起始顆粒尺寸基本不變，這是由于起始顆粒的形核活化能 EI和晶核生長活化能EG近似相等，雖然溫度升高，但起始顆粒的形核與長大速率比值不變，宏觀上則表現(xiàn)為起始顆粒尺寸不變［19］。

表1 不同水熱水解條件下Zr和Y的沉淀率Table 1 Precipitation rate of Zr and Y under different hydrothermal hydrolysis conditions

圖3 130 ℃下水熱不同時間后樣品SEM像及粒徑分布Fig. 3 SEM images（（a）-（d）） and particle-size distributions（（a′）-（d′）） of samples prepared by hydrothermal process at 130 ℃ for different times: （a）， （a′） 6 h； （b）， （b′） 9 h； （c）， （c′） 12 h； （d）， （d′） 18 h

圖4 不同溫度水熱12h后樣品的XRD譜Fig. 4 XRD patterns of samples prepared by hydrothermal process at different temperatures for 12 h: （a） 130 ℃； （b）140 ℃； （c） 150 ℃

圖5中，隨著溫度的升高，Y-TZP前驅(qū)體表觀顆粒平均粒徑從186.2 nm減小為94.1 nm，同時粒徑分布變窄，這是由于隨著溫度的升高，前驅(qū)體起始顆粒的熱運動及靜電排斥力隨之改變，使其發(fā)生聚集的勢能壁壘發(fā)生變化，從而影響表觀顆粒粒徑，這在 3.4中會做進一步闡述。同時，前驅(qū)體在低溫下結(jié)晶度較差，較容易發(fā)生溶解再結(jié)晶行為［8］，而隨著反應(yīng)溫度的升高，已生成的Y-TZP前驅(qū)體結(jié)晶度較高，不容易再發(fā)生溶解再結(jié)晶行為，因此會較好地保留均相環(huán)境下制備粉末的均一性。同時表1顯示，升高溫度有利于提高水熱水解過程中Y的沉淀率。

2.4 H+濃度的影響

取4份0.97mol/L ZrOCl2+0.06mol/L YCl3溶液50 mL，分別加入0.48mol/L、0.24mol/L的氨水和0.24mol/L和0.48mol/L的HCl溶液各50 mL，于130 ℃水熱18 h，反應(yīng)結(jié)束后溶液中的H+濃度分別為0.73、0.85、1.09和1.21mol/L，對比無添加鹽酸和氨水的樣品（c（H+） =0.97mol/L），考察H+濃度對Y-TZP前驅(qū)體形貌及晶粒尺寸的影響。表 2所列為對各樣品 XRD譜中［1］如2.2節(jié)中擬合后得到的晶粒尺寸，圖6所示為產(chǎn)物的SEM像及粒徑分布圖。

表2 不同H+濃度下制備樣品XRD譜［11］峰的擬合結(jié)果Table 2 Fitting results of［11］ peak in XRD patterns of samples prepared by hydrothermal process with different concentrations of H+

表2 不同H+濃度下制備樣品XRD譜［11］峰的擬合結(jié)果Table 2 Fitting results of［11］ peak in XRD patterns of samples prepared by hydrothermal process with different concentrations of H+

Concentration of H+/（mol·L-1）Peak angle/（°）Integral halfwidth/rad Crystallite size/nm 0.73 　14.11 　3.26 　2.79 0.85 　14.12 　3.45 　2.64 0.97 　14.19 　3.56 　2.56 1.09 　14.24 　4.10 　2.22 1.21 　14.21 　4.12 　2.21

在ZrOCl2水解過程中，雜質(zhì)離子中對Y-TZP前驅(qū)體粒徑影響的首要因素是H+而不是Cl-［13］。溶液的pH值會在起始階段快速降低到最低值，并一直保持到水解結(jié)束［14］，且HCl最終濃度與根據(jù)式（1）完全水解后所生成的鹽酸濃度一致［13］，因此，在水解形核及生長過程中，溶液中H+濃度是一定的。結(jié)合表2和圖5可知，隨著H+濃度的增加，Y-TZP前驅(qū)體的起始顆粒尺寸逐漸減小，而表觀顆粒尺寸呈先增大后減小的趨勢。同時，表觀顆粒平均尺寸越小，粒徑分布越窄，而當(dāng)鹽酸濃度較高時，晶粒尺寸變化不大。表1中，當(dāng)H+濃度在0.85mol/L以上時，Y的沉淀率基本不變且很小，而當(dāng)濃度降低為0.73mol/L時，則升高到5%，說明pH的變化對Y的沉淀率有一定的影響。

圖5 不同溫度下水熱12 h后樣品的SEM像及粒徑分布Fig. 5 SEM images（（a）-（c）） and particle-size distributions（（a′）-（c′）） of samples prepared by hydrothermal process at different temperatures for 12 h: （a）， （a′） 130 ℃； （b）， （b′） 140 ℃； （c）， （c′） 150 ℃

為了定性地分析H+濃度對Y-TZP前驅(qū)體形核及生長過程及影響因素，引入 HOGG等［16］推導(dǎo)的Homocoagulation和Heterocoagulation模型。首先，兩個球形顆粒間的范德華力 Fa和雙電層靜電排斥力 Fr分別用式（4）和（5）表示：

圖6 不同H+濃度下制備樣品的SEM像及粒徑分布Fig. 6 SEM images（（a）-（e）） and particle-size distributions（（a′）-（e′）） of samples prepared by hydrothermal process at different H+concentrations: （a）， （a′） 0.73mol/L； （b）， （b′） 0.85mol/L； （c）， （c′） 0.97mol/L； （d）， （d′） 1.09mol/L； （e）， （e′） 1.27mol/L

式中：A為Hamaker常數(shù)；D1和D2為兩個顆粒的直徑；H0為兩個顆粒表面間的最短距離。式中：ε為懸浮介質(zhì)的介電常數(shù)；κ為德拜-休克爾相互長度參數(shù)；Ψ1和Ψ2分別為兩個顆粒的表面電勢（靜電）。

式中：e、T、k分別代表基本電荷、絕對溫度和玻爾茲曼常數(shù)；c和z分別為數(shù)密度和電荷數(shù)。

通常計算兩個顆粒間的相互作用力，必須要估算表面勢能。顆粒的表面勢能由溶液中決定電位離子的濃度來決定。在無機氧化物中，H+和OH-都是決定電位離子，表面電勢（iΨ）可以用能斯特方程來表示：

從表1可以看出，由不同位置的實測粒子速度給出的fmax隨波傳播距離的增加而逐漸降低，這反映了波傳播過程中高頻成分的耗散。κ和λ在不同頻段內(nèi)的擬合值不同，這表明α(ω)和k(ω)在不同頻段內(nèi)變化的快慢不同，反映了球形應(yīng)力波在花崗巖中傳播的復(fù)雜性。

式中：pH0i為顆粒i的等電點（PSC）的pH值。兩個顆粒間的總作用力（Ft）可以用靜電斥力（Fr）和范德華力（Fa）的和來計算，如式（8）所示：BLEIR等［17］曾報道氧化鋯前驅(qū)體表觀顆粒的形成機制，他們發(fā)現(xiàn)表觀顆粒主要是通過起始顆粒與大顆粒之間的非均相聚集（Heterocoagulation）形成的，由此推斷影響表觀顆粒尺寸的是起始顆粒與最終表觀顆粒之間的勢能壁壘。假設(shè)D1和D2分別為起始顆粒和表觀顆粒尺寸，由實驗結(jié)果可知D2>>D1，即D1+D2≈

D2，則由式（8）可知顆粒的表面電勢與顆粒尺寸無關(guān)，即Ψ1=Ψ2，因此，由式（4）、（5）和（8）可推出式（9）。

由式（9）可知，在非均相聚集模型中，當(dāng)其他條件基本一致的情況下，起始顆粒尺寸越小，顆粒間的總作用力Ft越小，越容易通過聚集形成較大顆粒，即尺寸效應(yīng)（Factor of size effects）。同時，由式（7）可知，顆粒表面電勢Ψ會隨著pH的降低而增大，因此，當(dāng)其他條件不變的情況下，F(xiàn)t會隨著 H+濃度的升高而降低，即靜電斥力效應(yīng)（Factor of electrical repulsion force）［13］。如圖7所示，隨著反應(yīng)后H+濃度的提高，起始顆粒尺寸逐漸減小，增強了顆粒的聚集趨勢，同時，H+濃度的升高則會增強前驅(qū)體顆粒間的的總作用力Ft，抑制表觀顆粒的長大。因此，受兩方面的影響，在同一溫度條件下，表觀顆粒尺寸隨著H+濃度的升高呈先增大后減小的趨勢。

圖7 H+濃度對表觀顆粒尺寸影響示意圖Fig. 7 Schematic diagram representation of H+ion concentration dependence of apparent particle size

2.5 煅燒的影響

取130 ℃水熱12 h制備的樣品，滴定摻Y(jié)后，于1000 ℃下煅燒1h，通過XRD衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡和BET測試儀對煅燒前后樣品形貌、物相、比表面和孔隙進行分析，并與無氯化釔添加所制備樣品煅燒后的XRD譜進行對比。圖8、9和10所示分別為樣品的XRD譜、SEM像和N2等溫吸脫附曲線及孔徑分布圖。

由圖8可知，煅燒前的Y-TZP前驅(qū)體呈單斜相，通過氨水滴定摻雜Y，于1000 ℃煅燒1 h后，樣品呈四方相，而沒有Y摻雜的樣品在煅燒后仍為單斜相，說明通過氨水滴定使 Y（OH）3沉淀在表觀顆粒表面，再通過煅燒可以得到Y(jié)-TZP粉末。

圖8 煅燒前后樣品的XRD譜Fig. 8 XRD patterns of samples before and after calcination: （a） Before calcination； （b） After calcination without yttrium doped； （c） After calcination with yttrium doped

圖9 煅燒前、后樣品SEM像Fig. 9 SEM images of samples before and after calcination: （a） Before calcination； （b） After calcination at 1000 ℃ for 1 h

圖10 煅燒前、后樣品的N2等溫吸脫附曲線和孔徑分布Fig. 10 N2adsorption-desorption isotherm（a） and pore size distribution（b） of samples before and after calcination

由圖9可知，1000 ℃煅燒后，粉末仍保持較好的分散狀態(tài)，同時粉末顆粒粒徑減小，在120 nm左右分布。由圖10可看出，BET模型處理煅燒前后的樣品，得到的比表面積分別為145 m2/g和11 m2/g，煅燒前后樣品的N2等溫吸脫附曲線均屬于IV型曲線，且存在H3滯后環(huán)［20］，表明樣品具有一些堆積產(chǎn)生的介孔和大孔，即樣品在干燥和煅燒的過程中產(chǎn)生了一定的團聚。同時，煅燒前樣品在低壓下仍有較高的氮氣吸附量，且其孔徑分布曲線中孔徑越小，孔體積呈快速上升趨勢，說明煅燒前的Y-TZP前驅(qū)體因其團聚生長方式造成了較多的介孔和微孔；而1000 ℃煅燒1 h后，則基本沒有介孔或微孔存在，即溫度升高后，原子擴散加劇，晶粒之間為了降低自由能而逐漸長大形成致密的顆粒，造成微孔和介孔消失的同時，粒徑減小。

3 結(jié)論

2） 在實驗所考察的溶液濃度和水熱溫度范圍內(nèi)（130～150 ℃），隨著溫度的升高，Y-TZP前驅(qū)體粉末平均顆粒尺寸逐漸減小，均一性逐步提高。

3） 隨著溶液中 H+濃度的提高，Y-TZP前驅(qū)體平均顆粒尺寸先增大后減小，且尺寸越小，粉末粒徑分布越窄。

4） 滴定摻Y(jié)后，1000 ℃煅燒得到Y(jié)-TZP粉末分散性好、無孔、比表面積小。

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（編輯 李艷紅）

Preparation of yttria-stabilized tetragonal zirconia powders by hydrothermal hydrolysis

LIU Zhi-hong， ZHAO Li-xing， LIU Zhi-yong， LI Yu-hu， LI Qi-hou
（School of Metallurgy and Environment， Central South University， Changsha 410083， China）

Yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystal（Y-TZP） powders of controllable sizes were prepared by hydrothermal hydrolysis process. The effects of hydrothermal time， temperature and H+ions concentration on the particle sizes and their distributions of the Y-TZP precursor powders were investigated experimentally. The results show that the Y-TZP precursor powders prepared by hydrothermal hydrolysis are monoclinic with good dispersion， and the particle sizes are 50-300 nm. The average particle size of the Y-TZP precursor increases as the reaction progresses more fully，while aging will broaden the particle-size distribution of the Y-TZP precursor. At the range of experimental concentrate （0.485mol/L ZrOCl2， 0.03mol/L YCl3） and temperature （130-150 ℃）， when the temperature increases from 130℃ to 150 ℃， the average particle sizes of the Y-TZP precursor decrease from 186.2 nm to 94.1 nm， and the particle-size distributions become narrow. The concentrations of H+ions affect the average particle sizes of the Y-TZP precursor significantly， and the average particle sizes of the Y-TZP precursor increase at first， and then decrease with the increase of H+ions concentration. Yttria-stabilized tetragonal zirconia powders （Y-TZP） are obtained by doping the precursor powders with yttria through ammonia titration and then calcining them at 1000 ℃ for 1 h. The average particle size is 120 nm， and the size distributions become narrow.

zirconia； Y-TZP precursor； hydrothermal hydrolysis； particle size； distribution

date： 2015-08-11； Accepted date： 2015-12-30

LIU Zhi-hong； Tel: +86-731-88830478； E-mail: zhliu@mail.csu.edu.cn

TG146.2

A

1004-0609（2016）-06-1339-11

2015-08-11；

2015-12-30

劉志宏，教授，博士；電話：0731-88830478；E-mail: zhliu@mail.csu.edu.cn