C掺杂ZrO 2 四方纯相粉体的甲醇溶剂热制备及热稳定性研究

在ZrO（NO3）2·2H2O-CO（NH2）2-CH3OH溶剂热过程中，水的缺乏使得甲醇通过其甲氧基与Zr4+发生亲核取代或以分子配位，直接参与锆盐的水解-缩聚反应，形成具有[ZrOz（OH）p（OCH3）q·rCH3OH]n结构的无机聚合物；同时，甲醇对聚合物低的溶解能力强烈抑制了Ostwald熟化过程，阻碍了溶剂热产物的晶化与热力学支持的结构重排。尿素通过其水解作用与锆盐竞争体系中的水及锆物种骨架上的羟基，这不仅导致无机聚合物中Zr-O-Zr键合相对Zr-OH键合的比例增加，使得溶剂热产物发生结构重排的几率进一步下降；而且也一定程度上增加了溶剂热产物中甲氧基的含量。含有大量甲氧基团的溶剂热产物经400 ℃焙烧后，形成C掺杂ZrO2。C掺杂与溶剂效应共同稳定了ZrO2的四方相。在500-600 ℃中等温度、空气气氛焙烧过程中，C掺杂ZrO2四方相结构显示了良好的热稳定性；提高焙烧温度至700 ℃，游离于颗粒表面的C被完全氧化去除，固溶于晶格中的C也部分脱溶，导致了部分四方相失稳转变成单斜相。