粒越大，烧结过程越难。（2）这里所讨论的是纳米粉的长大问题而不是要达到材料致密化的烧结过程。其根本原因是：物质的传递是要借助于扩散过程来进行的，而扩散可分为体积扩散、界面扩散及表面扩散，它们各自的扩散系数之比：DV：Dg：Ds=10-14：10-10：10-7。这就可以很好理解纳米粉易烧结更易长大这一现象了。 2．3微观结构
纯ZrO2材料在1170℃以下，其热力学稳定态是单斜晶系即m－ZrO2，t－ZrO2只是在1170～2370℃范围内才是热力学稳定的。从各样品的XRD谱得知，虽然它们的主相均为m－ZrO2飞，但凡是处理温度在600℃以下者全部都有t－ZrO2存在，在 800℃下处理3h也仍然含 5％的 t一ZrO2，只是在800℃下处理9h及1000℃下处理3h以上t－ZrO2才消失。对此现象只能从热力学观点来解释。按热力学理论，体系总自由能应为体积自由能与表面能 之和
G=Gv+Gs=
πr3g+4πr3б （7）
发生相变的驱动力△G=△Gv十△Gs=
πr3△g+4πr3△б
由于t－ZrO2的表面能小于m－ZrO2，因此即使在m—ZrO2稳定的低温下也存在一个临界半径r0，对于小于此半径的ZrO2颗粒，满足
πr3△g t+4πr3△бt <
式中，g t，бt及gm，бm分别为t－ZrO2和m－ZrO2的体积自由能和表面自由能。 R．C．Garvie，等计算出这一临界粒径 ro≈30nm。本文作者在解释喷雾热解ZrO2粉的相成因时也曾指出过，高温相（t，C－ZrO2）更接近无定形，而所有这些粉粒开始都有是从无定形出发的，因此可以认为它们在热处理过程中会首先形成t－ZrO2，随着热处理温度的提高和时间的延长，一方面粒子长得越来越大，另一方面ZrO2分子获得越来越大的动能，于是越来越多的ZrO2粉粒由t相转变为m相。800℃下9h时没有t— ZrO2，说明此时才完成这一转变。纳米 ZrO2粉体中t－ZrO2含量与热处理的关系可以参见图4。
πr3△g m+4πr3△б
m
（8）
3结论
（1）用共沉淀工艺合成并经适当的热处理可以得到一次粒子为等轴状的纳米ZrO2粉体。
（2）纳米ZrO2粉的比表面积随处理温度的升高和时间的延长而减小。计算表明，这一过程的激法能比一般粗粉烧结过程的激活能要低得多，说明纳米粉的团聚过程很易发生。
（3）以此工艺制备的纯ZrO2纳米粉通常含有单斜相和四方相两种微观结构，其t－ZrO2含量与热处理温度和时间有关。