CN1274637C - 稳定氧化锆的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本方法通过首先将碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物接触制备稳定氧化锆粉末。这使得碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物通过多相接触进行反应，形成稳定氧化锆前体。稳定剂化合物用来稳定选自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的一种相结构。并且煅烧稳定的氧化锆前体除去气体副产品并形成稳定氧化锆粉末。稳定氧化锆粉末具有一种选自四方、立方以及四方和立方的混合的相结构。

Description

稳定氧化锆的制造方法
技术领域
本发明涉及一种制备具有稳定的四方或立方结构的氧化锆的方法。
背景技术
制造商使用稳定的氧化锆粉体(SZ)，通常是用氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)来制备氧化锆基陶瓷体和陶瓷涂层。YSZ涂层形成特别有效的燃气涡轮发动机用热障涂层(TBC)。在这种YSZ粉体中决定高温性能的关键特性是氧化钇稳定剂在氧化锆晶格各处的分布的均匀性。均匀性不足的表现是存在有害的单斜相或未被稳定的氧化锆。不幸的是，过量的单斜相会缩短TBC的寿命和增加燃气涡轮发动机的维修频率。
有两种常见的SZ粉体制造方法。“湿化学”法是将锆盐溶液和金属稳定剂溶液混合，接着分离出含有两种金属的固体。通常制造商是通过共沉淀和过滤金属氢氧化物来分离固体的，不过也可以使用其它分离技术如溶胶-凝胶、蒸发和喷雾热解。例如，Xu等在“弱团聚纳米ZrO2(3mol％Y2O3)陶瓷粉体的制备(Preparation of WeaklyAgglomerate Nanometer ZrO2(3mol％Y2O3)Ceramic Powder)”Journalof the European Ceramic Society(1993)，157-160页，公开了一种凝胶共沉淀法。分离出的固体含有分子级混合的锆和稳定剂离子。
在分离出固体后，高温煅烧使此混合物结晶。形成SZ所需的煅烧温度一般低于1000℃并可以低至500℃。稳定的氧化锆中可以没有单斜相，即稳定剂离子以原子级的均匀度分布。但是化学方法的缺陷是工序非常复杂和耗时，以及会形成大量的腐蚀性和危险性废气或废液。此外，这些“湿化学”制备的粉体过于昂贵以至于不能在典型的粉体消耗型工艺如氧化锆基耐火材料和稳定氧化锆热喷涂粉体中用作原材料。
例如，F.Pitts在美国专利US3,957,500中记述一种用于制备稳定氧化锆的共沉淀法，是通过由氧化锆粉体和氧化钇提浓物制成氧化物混合物，并将该混合物在900-1500℃的某一温度下煅烧1-10小时。Bickford等人在美国专利US4,810,680中记述了由碱式碳酸锆和碳酸钇原料制备高纯度均匀稳定氧化锆粉体典型的工业方法。首先将该原料溶解在盐酸中形成氢氧化物溶液混合物。然后使氢氧化物溶液混合物与氨或氢氧化钠溶液共沉淀形成混合沉淀。接着该方法使用过滤沉淀、洗涤、干燥然后在680-980℃的范围煅烧等步骤。这种方法的副产品是氨或氯化钠的水溶液，即上层清液(680ml/30g产物)，和同种盐的弱-水溶液，即洗涤水(500ml/30g产物)。Umento等人的美国专利US6,255,242中记述了用于制备锆基和铈基混合氧化物的另一种沉淀法。该方法是将碱性硫酸锆(不溶于水)与铈盐(优选硝酸盐)溶液混合，接着加入碱(氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、碳酸钠或碳酸铵)使氢氧化铈沉淀并将碱式硫酸锆转化成氢氧化锆。该方法可以提供化学均匀性高的产物，在660℃煅烧3小时时，其形成立方相纯度不少于95vol％、单斜相通常少于1vol％的混合锆-铈氧化物的结晶相。
化学溶胶凝胶法，如Marella等人的美国专利US5,750,459中所记述的，需要精确的分离技术。例如，Marella等人记述了一种使用碱式碳酸锆作原料制备稳定氧化锆粉体球和微球的溶胶凝胶法。将碱式碳酸锆溶于硝酸溶液制成氧化锆溶胶。然后将硝酸钇或硝酸铈溶液与该溶胶混合，将其滴加在氢氧化铵溶液的凝胶浴中，获得凝胶球或微球。将这些凝胶球体从凝胶浴中分离后，凝胶球需要用水漂洗、干燥和在高于550℃的温度煅烧，形成球形或微球形的稳定氧化锆粉体。这些粉体即可用作催化剂也可用作催化剂载体。与传统的氢氧化物沉淀技术相比，凝胶颗粒的高过滤速率是此方法的一个重要优点。但废气和废液流利用仍然是本方法的一个主要缺点。这种方法，虽然有其技术优点，但仍然具有会产生含钠、钾或铵的硫酸盐和硝酸盐的废水的缺点。此外，此方法还需要对沉淀深度洗涤以除去副产品。不然，如果洗涤不完全，在沉淀煅烧时就会有硫氧化物或NOX废气从炉中逸出。
制造SZ粉体的另一种方法是固态法。在这种方法中，将氧化锆粉体和金属氧化物稳定剂在水中研磨形成掺合的混合物。研磨步骤之后，过滤、蒸发或喷雾干燥将组分从水中分离。最后，将研磨的混合物高温煅烧形成SZ粉体。该固态法在技术上简单易行，并且废液处理也不复杂；典型的副产品是可再循环的废水和水蒸汽。这种方法的缺点包括煅烧温度高(通常高于1300℃)和产物均匀度低--单斜相含量可高达25-30vol％。为了减少或消除单斜氧化锆相的存在，制造商采取了重复研磨和煅烧产品以及使用超细的氧化锆粉体以改善混合。不幸的是，这两种手段都会导致生产成本显著增加；因此制造商在制造耐火材料用SZ粉体或SZ热喷涂粉体时很少采用这些技术。
Nakada等在美国专利US 4,542,110中记述了一种制备氧化锆烧结体的方法，是通过将氧化锆和氧化钇掺合物球磨，干燥所得混合物，并在高于1300℃的温度，优选1400-1500℃，煅烧10-120分钟。之后，重复该掺合和煅烧步骤，将稳定的立方相含量提高到至少95％。在另一类似的方法中，Otagiri等在美国专利US4,360,598中公开了一种钇稳定的氧化锆陶瓷的制备方法，是通过将非晶态氧化锆或微晶尺寸小于0.1μm的氧化锆粉体与氧化钇或包括草酸钇在内的任何其它钇盐混合—氯化锆、硝酸锆或氢氧化锆在500-1050℃的温度下热分解产生细小的氧化锆粉体。混合之后，在1000-1550℃之间的烧制温度下的填缝(caulking)步骤生成具有主要是四方或立方结构的烧结陶瓷。除此最后的填缝步骤之外，还任选将混合物在800℃进行中间煅烧，然后湿磨以使单斜相含量最小化。不幸的是，这种方法所涉及的是形成钇稳定的陶瓷而不是粉体。
Maschio等在″Powder Preparation and Sintering Behaviourof ZrO2-20mol.-％CeO2 Solid Solutions Prepared by VariousMethods”(British Ceramic Transactions，94卷，第5期(1995)191-195页)中公开了一种用于制备二氧化铈稳定的氧化锆的机械合金技术。不幸的是，由这种技术形成的机械合金粉体在相对较低的温度下是活泼的而且它们形成了不均匀的相。
发明概述
本方法通过首先将碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物接触制备稳定的氧化锆粉体。这使得碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物通过多相接触进行反应，形成稳定的氧化锆前体。稳定剂化合物是用来稳定选自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的相结构的。煅烧稳定氧化锆前体除去了气体副产品并形成稳定的氧化锆粉体。该稳定的氧化锆粉体具有选自四方、立方以及四方和立方的混合相的相结构。
详细说明
本发明基于通过将碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物接触而发生的多相反应。在本说明书中，多相反应是指反应包含的各组分被相界分隔开，例如固固、固液和固气。稳定剂化合物颗粒如草酸钇、碳酸钇、氢氧化钇或氧化钇与碱式碳酸锆反应，形成非晶态的复合产物或前体。该前体包含化学结合并且将组份均匀地集合在一起，如锆和稳定剂离子与草酸根离子、碳酸根离子、化学结合水、结合水或这些物质的任意组合。偶尔需要时前体中可以包含另一种或多种酸离子。因而，稳定剂化合物可以是醋酸盐、溴化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐或其任意组合。这些离子的含量可以变化。但优选前体是水不溶性的。
该反应属于多相化学反应类。根据多相化学反应理论，反应体积的温度和压力变化以及组分的粒径变化都会影响反应动力学。这些变化会使该反应的速度加快或减慢；但它们对前体的最终形成并无显著影响。这是因为控制反应的动力学参数对前体基本上没有影响，它们对最终的稳定氧化锆产物也基本没有影响。
多相固-固反应的发生可以有液体存在也可以没有。但是如果有液体存在，则液体必须不溶解或分解碱式碳酸锆或前体；且它必须不妨碍碱式碳酸锆颗粒和稳定剂化合物之间的直接接触。有利地是，所述接触，如混合或研磨，发生在液体，如水、醇(例如乙醇、异丙醇)及其混合物中以限制颗粒的粉化。最有利地是，所述液体是水。水相对于颗粒的比例应该足够组分的混合。这些比例还取决于用于制备前体的工艺和设备。
混合或研磨的时间的选择可以根据用于前体制备的混合或研磨工艺和其它因素，例如组分的颗粒尺寸和反应体积的温度。不过，通常混合或研磨时间应不少于15分钟；只要能获得所期望的前体，对混合或研磨的上限并无特别限制。此外，前体在水中与碱式碳酸锆混合或研磨有利于控制起尘。本方法采用醋酸盐、溴化物、碳酸盐、氯化物、氢氧化物、硝酸盐、草酸盐、氧化物、硫酸盐、或这些化合物的任何混合物或组合形式的稳定剂是有效的。有利地是，该反应以碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、氧化物或这些化合物的任何组合或混合物发生，以简化废物副产品控制。例如有利地是反应与碳酸钇、氢氧化钇、草酸钇、氧化钇或其混合物进行。最有利地是此反应以固-固多相反应发生，如在碱式碳酸锆和草酸钇之间进行。
已知的分离技术，如过滤或喷雾干燥可以将液体，如水从前体中分离。液体分离之后，i)干燥然后煅烧，或ii)以湿粉体形式直接煅烧，将前体转化成稳定的氧化锆--如果研磨或混合不是发生在液体中，则此步就不再需要。此外，任选在煅烧之前将干燥的前体粉碎以控制最终颗粒尺寸。这些操作对煅烧过程中稳定氧化锆的生成都无显著影响。
煅烧后，稳定氧化锆优选具有小于约6vol％的单斜相。最优选，稳定氧化锆具有小于约1vol％的单斜相。上述碱式碳酸锆法可以大规模地制备包含少于X射线衍射技术的检测极限的单斜相或少于约1vol％的锆相的稳定氧化锆。从氧化锆中消除可检测到的单斜相提高了在几种最需要应用(如在太空和陆地基燃气涡轮发动机)中的涂布性能。
煅烧可以在空气、惰性或氧化性气氛下进行。煅烧的温度没有上限，只要煅烧足以形成期望的稳定氧化锆结构。优选，煅烧发生在至少约450℃的温度以促进四方、立方以及四方和立方混合相的形成。最优选，煅烧发生在至少约500℃的温度以确保四方、立方以及四方和立方混合相的形成。煅烧时间随煅烧温度和前体组合物而变化。一般将前体加热到煅烧温度后约1-10小时的浸泡时间已经足够。烧结、粉碎和分类之后，就可以制备用于某一制定应用的粉体了。
任选，对前体的预煅烧处理可以包括水热处理，以进一步改进稳定剂的分布。将前体在约120-250℃的温度下浸入水中至少约1小时以提供有效的水热处理。不过如果颗粒得到了充分的研磨或混合，则此处理是不必要的。
任选前体是通过在溶液中混合或研磨碱式碳酸锆和含稳定剂材料，与稳定剂化合物反应以就地形成稳定剂化合物如草酸盐稳定剂而形成的。优选，此就地反应是在溶液如草酸中与稳定剂材料如碳酸盐、氢氧化物、氧化物或其混合物发生的。优选，就地反应形成含钇化合物。特别是，选自碳酸钇、氢氧化钇、氧化钇及其混合物的含钇材料对含钇稳定剂化合物的就地形成来说是最优选的含钇化合物。最优选，稳定剂化合物的就地形成发生在一种选自水、醇(即乙醇、异丙醇)及其混合物的液体中。
对于稳定剂化合物的就地形成来说草酸是最优选的溶液。如果是就地形成草酸钇，则本方法的运行中草酸溶液的浓度、草酸的水化程度或其纯度以及添加组分的次序可以在很大范围内的变动。在就地形成草酸钇中，反应中草酸的量最优选为约3-3.5mol每摩尔作为钇化合物的氧化钇，以使其能完全转化成草酸钇。草酸的量不足不会对根据本发明的稳定氧化锆的最终形成有负面影响；但本方法可能需要增加研磨时间以补偿较慢的反应速率。此外，草酸大于上述浓度不会对稳定氧化锆的形成或研磨时间有任何负面影响。
在另一个可选实施方案中，碱式碳酸锆的混合或研磨包括将一种稳定剂盐溶液，如醋酸盐、溴化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐或其混合物的溶液，与碳酸盐(即碳酸铵或碳酸钠)、氢氧化物、草酸盐或其混合物的混合物混合以就地形成用于与碱式碳酸锆的多相反应的稳定剂盐如碳酸盐、氢氧化物、草酸盐或其混合物。特别是，选自乙酸钇、溴化钇、氯化钇、硝酸钇、硫酸钇及其混合物的含钇材料对稳定剂盐的形成反应是最优选的。氨和钠化合物的浓度和用量应当足以使稳定剂化合物全部形成。本方法不如上述碱式碳酸锆和水不溶性的化合物的固固反应优选，这是因为会形成一些含氨或钠盐(如硝酸盐)的废水。但是废水的体积比任何已知的“湿化学”技术都小约十倍，因为在本方法中只有稳定剂沉淀。
在另一可选实施方案中，将碱式碳酸锆和稳定剂氢氧化物、氧化物或其任何组合或它们的混合物在碳酸水溶液或二氧化碳气体气氛中混合或研磨，水与稳定剂化合物反应以就地形成稳定剂碳酸盐。这种就地生成的稳定剂碳酸盐与碱式碳酸锆发生多相反应形成前体。最优选，反应是通过氢氧化钇或者氧化钇反应就地形成碳酸钇以生成钇稳定剂化合物。
在另一可选实施方案中，将碱式碳酸锆和醋酸盐、溴化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐或这些盐的混合物(例如硝酸钇)的稳定剂溶液混合或研磨，形成含有前体的溶液。然后干燥该含有前体的溶液除去过量的溶剂，通常为水，形成干燥的前体。最优选，本方法使用钇盐形成含钇前体如选自乙酸钇、溴化钇、氯化钇、硝酸钇、硫酸钇及其混合物的至少一种盐溶液。这种方法与碱式碳酸锆和水不溶性钇化合物的固固多相反应相比也不优选，因为在前体的煅烧过程中会产生腐蚀性废气如NOx。
碱式碳酸锆优选具有球状或树莓状外形且平均粒度为约5-100μm，通常为10-60μm。碱式碳酸锆(ZrOCO3)的确切组成对本方法来说并不是关键性的。例如，这种方法可以使用组成如Zr2O3(OH)2·CO2·7H2O、4ZrO2·CO2·11H2O及其混合物的碱式碳酸盐进行。本方法所用的碱式碳酸锆产物既可以是高纯度的也可以是低质量的。此外，本方法还可以使用具有不同的氧化锆、二氧化碳和结合水含量的碱式碳酸锆颗粒。优选，碱式碳酸锆的氧化锆含量少于约90wt％以减少烧结过程中单斜相的形成。例如氧化锆含量高于约80wt％导致形成单斜相大于10vol％的稳定氧化锆。最优选，碱式碳酸锆含少于约60wt％的氧化锆以进一步降低最终产品中的单斜相。
本方法所用的四方或立方氧化锆的稳定剂化合物包括：钙、铈、镁、钪以及钇和其它稀土金属。它们可以单独使用也可以以其中两种或多种的混合物(包括与钇的混合物)使用。金属稳定剂或金属稳定剂的任意组合的含量和组成决定了最终稳定氧化锆的性能。最优选，形成前体并煅烧形成YSZ粉体的化合物是钇化合物。
最终稳定的氧化锆中稳定剂的含量，以氧化物计不应超过约30wt％。最优选，最终稳定的氧化锆中含有约3-20wt％的稳定剂氧化物如氧化钇。
实施例
以下实施例和对比实施例将进一步更详细地解释本发明。所有实施例都是含有7.5wt％氧化钇的钇稳定的氧化锆。然而这些实施例绝不限制本发明的范围。
实施例1
使用带搅拌桨的高速搅拌器将2387g其中含1000g氧化锆的碱式碳酸锆与179.3g其中含81.1g氧化钇的草酸钇在600ml水中混合1小时。通过过滤和干燥将生成的前体从水中分离。然后将干燥非晶态前体(在X射线衍射(XRD)图谱中无结晶相线)在800℃空气气氛下煅烧2小时。稳定氧化锆的结晶相100％是四方相--没有检测到单斜相。
然后将产生的含有少于200mg/l钇和少于5mg/l锆的滤液用来制备下一批产品。
实施例2
使用带搅拌桨的高速搅拌器将2387g其中含1000g氧化锆等同物的碱式碳酸锆与165.6g其中含81.1g氧化钇等同物的碳酸钇在600ml水中混合1小时。通过过滤和干燥将生成的前体从水中分离。然后将干燥的非晶态前体(XRD图谱中无结晶相线)在800℃空气气氛下煅烧2小时。
获得的稳定氧化锆的结晶相只由四方相组成--没有检测到单斜相。
然后将含有少于300mg/l钇和少于5mg/l锆的滤液用来制备下一批产物。
实施例3
使用带搅拌桨的高速搅拌器将2387g其中含1000g氧化锆等同物的碱式碳酸锆和81.1g平均粒度在1-3μm范围的氧化钇粉体在500ml水中混合2小时。通过过滤和干燥将生成的前体从水中分离。然后将干燥的非晶态前体(XRD图谱中无结晶相线)在800℃空气气氛下煅烧2小时。
所得稳定氧化锆的结晶相主要由四方相组成，测得的单斜相含量少于2vol％。
然后将含有少于300mg/l钇和少于5mg/l锆的滤液，用来制备下一批产物。
实施例4
将163.1g草酸二水合物溶于600ml水中，并与2387g含有1000g氧化锆等同物的碱式碳酸锆混合。然后加入165.6g含81.1g氧化钇等同物的碳酸钇，并将该浆料用带搅拌桨的高速搅拌器混合15分钟。通过过滤和干燥将生成的前体从水中分离。然后将干燥的非晶态前体(XRD图谱中无结晶相线)在800℃下煅烧2小时。
获得的稳定氧化锆的结晶相只由四方相组成--没有检测到单斜相。
然后将含有少于150mg/l钇和少于5mg/l锆的滤液用来制备下一批产物。
实施例5
将163.1g草酸二水合物溶于600ml水中，并与2387g含有1000g氧化锆的碱式碳酸锆混合。然后加入81.1g平均粒度在1-3μm范围的氧化钇粉体，并将该浆料用带搅拌桨的高速搅拌器混合1小时。通过过滤和干燥将生成的前体从水中分离。然后将干燥的非晶态前体(XRD图谱中无结晶相线)在800℃下煅烧2小时。
获得的稳定氧化锆的结晶相只由四方相组成--没有检测到单斜相。
然后将含有少于250mg/l钇和少于5mg/l锆的滤液用来制备下一批产物。
实施例6-10
将实施例1-5所述的组分的物料通过使用氧化锆球的球磨混合16小时，接着将生成的浆料干燥获得干燥前体。对所获得的所有干燥非晶态前体的XRD检验表明没有结晶相线。
以与实施例1-5所述方式相同的方式煅烧干燥的前体。所有煅烧前体的结晶相都只由稳定氧化锆的四方相组成--没有检测到单斜相。
实施例17(对比)
将1000g平均粒度为0.5μm且90％的颗粒粒度小于1μm的细小单斜氧化锆粉体与165.6g含81.1g氧化钇等同物的碳酸钇，在溶有163.1g草酸二水合物的600ml水中混合并用氧化锆球球磨16小时。
然后将生成的浆料干燥并在800℃空气中煅烧2小时。但没有获得稳定性--对产物的XRD没有发现稳定氧化锆的四方相，只有单斜氧化锆和氧化钇。
然后将干燥的浆料在1550℃煅烧2小时。XRD检验发现煅烧产物中只有85vol％的稳定氧化锆的四方相，剩余的是15％的单斜相。
实施例18(对比)
将1030.9g含1,000g氧化锆等同物且比表面积为150sq.m/g的非晶态氧化锆粉体与165.6g含81.1g氧化钇等同物的碳酸钇混合。将掺和物在600ml溶有163.1g草酸二水合物的水中用氧化锆球球磨16小时。
将生成的浆料干燥然后在800℃空气中煅烧2小时。产物的XRD检测发现只有20vol％的稳定氧化锆的四方相。
还将干燥的浆料在1550℃煅烧2小时。所得产物的结晶相由90vol％的稳定氧化锆的四方相和余量的单斜相构成。只有将煅烧延长到在1550℃长达10小时才能使单斜相含量减至6vol％。
碱式碳酸锆法提供了高度化学均质性的稳定氧化锆粉体。这种方法将煅烧温度降低了450℃。此外，它还可以用廉价的原材料以高产率生产产物，而不需要任何专用设备或精密的工艺控制。而且，本方法优选制备前体和最终产品中不产生腐蚀性、毒性、危险或易燃的废物副产品。
尽管已经参照某些最佳实施方案对本发明进行了详细记述，本领域技术人员会发现在权利要求的精神和范围内本发明还有许多其它的实施方案。

Claims (10)

1.一种制备稳定氧化锆粉体的方法，步骤包括：
a)将碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物接触以使碱式碳酸锆颗粒与稳定剂化合物通过多相接触进行反应，形成稳定的氧化锆前体，稳定剂化合物用来稳定选自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的相结构；和
b)煅烧稳定的氧化锆前体以除去气体副产品并形成稳定的氧化锆粉体，稳定的氧化锆粉体具有一种选自四方、立方以及四方和立方的混合相的相结构。
2.根据权利要求1的方法，其中所述接触包括碱式碳酸锆与选自碳酸盐、氢氧化物、草酸盐、氧化物及其混合物的稳定剂化合物的反应，并且该接触在选自水、醇及其混合物的液体中发生。
3.根据权利要求1的方法，还包括含稳定剂的材料就地反应形成接触步骤用的稳定剂化合物的附加步骤。
4.根据权利要求3的方法，其中所述的形成稳定剂化合物的就地反应发生在选自水、醇及其混合物的液体中。
5.根据权利要求3的方法，其中所述的含稳定剂的材料选自稳定剂碳酸盐、氢氧化物、氧化物及其混合物，形成稳定剂化合物的就地反应发生在草酸溶液中。
6.根据权利要求3的方法，其中所述的含稳定剂的材料选自醋酸盐、溴化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐及其混合物，形成稳定剂化合物的就地反应发生在选自碳酸盐、氢氧化物、草酸盐及其混合物的溶液中。
7.根据权利要求3的方法，其中所述的含稳定剂的材料选自氢氧化物、氧化物及其混合物，形成稳定剂化合物的就地反应发生在选自碳酸溶液、二氧化碳气氛、水及其混合物的介质中。
8.根据权利要求1的方法，其中所述的多相反应包括将碱式碳酸锆与选自醋酸盐、溴化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐及其混合物的至少一种稳定剂盐溶液混合以形成含前体的溶液，还包括干燥生成的混合物以将稳定的氧化锆前体从含前体的溶液中分离的附加步骤。
9.一种制备稳定的氧化锆粉体的方法，步骤包括：
a)将碱式碳酸锆颗粒与含钇化合物接触以使碱式碳酸锆颗粒与含钇化合物通过多相接触进行反应，形成氧化钇稳定的氧化锆前体，含钇化合物用来稳定选自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的相结构；和
b)煅烧氧化钇稳定的氧化锆前体以除去气体副产品并形成氧化钇稳定的氧化锆粉体，氧化钇稳定的氧化锆粉体具有选自四方、立方以及四方和立方的混合相的相结构。
10.根据权利要求9的方法，其中所述的稳定的氧化锆粉体含有约3-20wt％的氧化钇，且煅烧形成的稳定氧化锆粉体含有少于约1vol％的单斜相。
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