1.1 引言 1
第1章 绪论 1
1.2 氧化锆陶瓷的物理化学特性 2
1.2.1 物理特性 2
1.2.2 化学特性 4
1.2.3 氧化还原性 7
1.3 氧化锆陶瓷相变稳定的研究 8
1.3.1 掺杂对氧化锆相变过程的影响 8
1.3.2 氧化锆晶粒尺寸的影响 11
1.3.3 外界环境的影响 11
1.4 当前需要研究的问题 12
参考文献 15
2.1.1 完整光滑界面理论模型 19
第2章 晶体生长理论 19
2.1 晶体生长理论的发展 19
2.1.2 非完整光滑界面理论模型 21
2.1.3 粗糙界面理论模型 23
2.1.4 Bravais法则 26
2.1.5 PBC理论模型 26
2.2 配位多面体生长理论 30
2.2.1 两个假设 30
2.2.2 基团稳定能的计算 30
2.2.3 理想晶体的生长习性 31
2.2.4 实际晶体的生长习性 31
2.3 氧化锆晶体的生长习性 32
2.3.1 立方和四方氧化锆晶体的生长习性 32
2.3.2 单斜氧化锆晶体的生长习性 34
参考文献 38
第3章 密度泛函理论 39
3.1 引言 39
3.2 密度泛函理论的建立 40
3.2.1 Thomas-Fermi理论 40
3.2.2 Hohenberg-Kohn定理 43
3.2.3 Kohn-Sham方程 45
3.3 密度泛函理论的发展 47
3.3.1 局域自旋密度近似（LSDA） 49
3.3.2 广义梯度近似（GGA） 50
3.3.3 广义梯度近似（GGA）的校正 52
3.4 赝势方法 53
参考文献 56
3.5 密度泛函理论的应用 56
第4章 四方氧化锆掺杂稳定机理的电子结构研究 58
4.1 引言 58
4.2 计算方法和模型的选取 59
4.2.1 计算方法 59
4.2.2 计算模型 60
4.3 结果与讨论 62
4.3.1 计算结果 62
4.3.2 阳离子掺杂 62
4.3.3 阴离子掺杂 66
4.3.4 阴阳离子协同掺杂 70
4.4 小结 71
参考文献 71
5.1 引言 75
第5章 氧化物掺杂氧化锆纳米晶的制备及稳定机理 75
5.2 样品的制备 76
5.2.1 制备原理 76
5.2.2 实验原材料 76
5.2.3 实验仪器设备 77
5.2.4 实验步骤 77
5.2.5 表征方法 78
5.3 水性前驱体结构与氧化锆晶型的关系 79
5.3.1 实验结果与分析 80
5.3.2 理论分析 84
5.4 SiO2掺杂ZrO2复合材料的稳定机理 90
5.4.1 模型选取与计算方法的验证 92
5.4.2 结果与讨论 92
5.4.3 小结 97
参考文献 98
第6章 氧化物掺杂氧化锆纳米晶的生长动力学 101
6.1 引言 101
6.2 实验结果 102
6.2.1 Y2O3-ZrO2体系 102
6.2.2 Sm2O3-ZrO2体系 106
6.2.3 实验结果分析 106
6.3 纳米晶体的生长活化能及机理 111
6.3.1 纳米晶体生长活化能的估算 111
6.3.2 低的纳米2YSZ晶粒生长活化能的分析 112
6.3.3 掺杂导致2YSZ晶粒尺寸减小的分析 117
6.4 小结 126
参考文献 127
第7章 氧化锆［(ZrO2)n(n≤5)］团簇结构的红外光谱和生长模式 130
7.1 引言 130
7.2 计算方法 131
7.3 (ZrO2)n(n≤5)团簇的结构及红外光谱 132
7.3.1 ZrO2团簇 132
7.3.2 (ZrO2)2团簇 133
7.3.3 (ZrO2)3团簇 135
7.3.4 (ZrO2)4团簇 137
7.3.5 (ZrO2)5团簇 138
7.4 单斜氧化锆和四方氧化锆晶粒的红外光谱 144
7.5 氧化锆团簇的生长模式 147
7.6 小结 151
参考文献 152
第8章 ZrmOn和FemAln小尺寸团簇的电子结构和稳定性 155
8.1 引言 155
8.2 计算方法 157
8.3 ZrmOn团簇的电子结构、形成路径和解离能 157
8.3.1 ZrmOn团簇的电子结构 157
8.3.2 ZrmOn团簇的形成路径和解离能 161
8.4 Fe-Al团簇的电子结构和稳定性 167
8.4.1 Fe-Al团簇的电子结构 167
8.4.2 稳定团簇的电子结构 169
8.4.3 稳定团簇的热力学性质 171
8.4.4 掺杂铬元素的影响 172
8.5 小结 175
参考文献 176