Yttria-Stabilized Zirconia的高压结构与晶格动力学研究
材料科学
2026-01-05 v1
摘要
对两种选取的 Yttria-Stabilized Zirconia (YSZ) 组成（3mol% (3YSZ) 和 8mol% (8YSZ)）的结构演化进行了高压下的研究，使用室温下达 40 GPa 的原位同步 X 射线衍射 (XRD) 和拉曼光谱学进行。由于观察到的结构与 Y/Zr 和 O 原子序数差的较大在晶轴学上的密切关系，必须同时使用两种技术进行研究，以充分阐明压力下的结构演化。结果通过两种技术的组合表明，对于 3YSZ 和 8YSZ，压力促进了更高的对称结构。初始压缩后，室温下单斜相 (m-phase) 逐渐向 t-phase 转化，两种 3YSZ/8YSZ 在约 10 GPa 处均达到此转化。更高的压力下，仅剩余的 3YSZ t-phase 转化为 t''，而后转化为 c-phase，压力超过 28 GPa。对于 8YSZ，t- 和 t''-相的共存持续到 31 GPa，随后两种均向 c-phase 转化，而该相在最高压力下保持稳定。压力释放后，所有观察到的相变均完全可逆，除单斜相在室温下实际消失外几乎无滞后。我们的研究强调了同时进行和分析 XRD 和拉曼光谱学研究在相关晶轴学系统中的重要性。此外，它为通过消除 m-phase 实现 YSZ 的“结构纯化”提供了途径，以改善材料性能。
引用
@article{arxiv.2601.00302,
title = {High-pressure structural and lattice-dynamics study of Yttria-Stabilized Zirconia},
author = {Shennan Hu and Baihong Sun and Wenting Lu and Shiyu Feng and Bihan Wang and Hirokazu Kadobayashi and Yuzhu Wang and Xingya Wang and Lili Zhang and Bora Kalkan and Azkar Saeed Ahmad and Elissaios Stavrou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00302},
year = {2026}
}