本文分成兩部份，第一部分是利用ZrO2以及Al2O3進行高溫反應燒結與均質化及後續過冷退火處理，並使用X-ray繞射儀和電子顯微鏡加以分析觀察介穩析出物。第二部份則是將ZrO2的奈米粉末利用低溫燒結，使用BET ASAP2020測量計算出初期燒結的比表面積、孔洞大小、孔洞分布，進而求出其燒結活化能。
在第一部份中，針對ZrO2和Al2O3的互相擴散與相變化，將二氧化鋯與三氧化二鋁以92:8和8:92的比例製作試片，再進行1600oC的反應燒結及後續1200oC之退火處理。由X-ray繞射結果顯示，溶入Zr之Al2O3有較大之晶格常數(cell volume)代表較大之Zr4+離子和Al3+離子的確因為擴散現象而彼此置換。由穿透式電子顯微鏡的電子繞射圖來看退火處理之試片，發現了線性繞射暈(streaking)和衛星繞射點(side band diffraction spots)，顯示G.P. zone的存在，在延長退火處理時間的試片中也可發現板狀的介穩相小顆粒，且平衡相ZrO2並未析出。但由晶格影像轉換得知由於大小陽離子間彼此的置換而造成了許多半平面的差排以化解應變能。
第二部份是利用600oC到1000oC的等溫初期燒結來觀察ZrO2的奈米粉末燒結情形，利用BET ASAP2020測出試片的比表面積及孔洞分佈，並利用SEM得到粉末表面形態及燒結微觀組織作為佐證，奈米顆粒之間的孔洞已經聚簇達到了均ㄧ化的通道(cylindrical pore)。最後利用這段溫度範圍內所得到的數據，求出二氧化鋯粉末因熱驅動而進行初期燒結活化能為80kJ/mole，由此實驗結果可知奈米顆粒二氧化鋯的初期燒結機制為表面擴散(surface diffusion)。另外再使用雷射剝蝕凝聚法(Laser ablation condensation)激發置於真空腔(3x10-5 torr)中的金屬鋯靶，在未通入氧氣的情況下得到具有明顯燒結特徵的t相與未產生雙晶的m相二氧化鋯，而通入氧氣的情形下，得到c相的二氧化鋯。

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目錄
論文摘要： I
目錄 III
第一部分目錄 IV
第一部份圖索引 V
第二部份目錄 IX
第二部份圖索引 XI
Part I 1
Part II 39
附錄 78
第一部分目錄
Part I 1
一、 前言 1
二、實驗步驟及方法 4
1、混粉： 4
2、壓片： 4
3、熱處理： 4
4、X光繞射分析： 6
5、掃瞄式電子顯微鏡分析： 6
6.穿透式電子顯微鏡分析： 7
7. 偏光顯微鏡觀察 7
實驗流程圖 8
三、初步實驗結果 9
1.X-ray繞射分析： 9
2.掃瞄式電子顯微鏡(SEM)觀察： 9
3.穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察： 10
4.偏光顯微鏡觀察： 13
四、討論 14
五、結論 18
六、參考文獻 19
第二部份目錄
Part II 39
一、 前言 39
二、實驗步驟及方法 42
1.壓片： 42
2.熱處理： 42
3.BET比表面積分析： 43
4.掃瞄式電子顯微鏡分析： 43
5.穿透式電子顯微鏡分析： 43
6. 雷射剝蝕凝聚： 43
實驗流程圖 44
三、實驗結果 45
1.BET比表面積與時間關係： 45
2.BJH比表面積吸脫附曲線觀察： 45
3.BET孔洞大小分佈觀察： 47
4.掃瞄式電子顯微鏡觀察： 48
5.穿透式電子顯微鏡觀察起始粉末： 49
6.X-ray繞射分析雷射剝蝕凝聚物： 50
7.偏光顯微鏡觀察雷射剝蝕凝聚物： 50
8.穿透式電子顯微鏡觀察雷射剝蝕凝聚物： 51
四、討論： 51
五、結論： 57
六、參考文獻 58

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Part 2
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