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氧化锆陶瓷的介绍与应用

发布日期: 2022-01-06 10:38:01 浏览量: 463

1。氧化锆陶瓷制造

制备稳定的氧化锆粉末时,可以使用电熔合成(约1000℃)和高温合成(1600~1650℃,持续4小时)。通过电熔合成的ZrO2的反应已完成,部分或全部为立方固溶液。在高温下合成的ZrO2中有一定量的单斜ZrO2。 稳定过程可以归纳如下:将纯度大于 96% 的原材料和稳定剂在球磨槽中混合研磨8~24h,加入少量粘合剂,在60~100MPa的压力下压成绿色块。压坯的目的是使ZrO2粉末与稳定剂颗粒紧密接触,有利于固溶反应。之后,将压片在1450〜1800℃下加热4〜6h,以稳定固溶体,最后将稳定的烧结块粉碎成各种粒径。稳定在1800℃以上的烧结压块不易研磨。 ZrO2 陶瓷可以通过灌浆法或干压法形成。在注浆成型过程中,可以在ZrO2精细材料中加入少量的阿拉伯树胶(浓度为10%)和约20%的蒸馏水,以形成具有良好注浆性能的浆料。透明陶瓷可以通过热压制备。如果粉末中有许多粗颗粒,则体积收缩率很小,如果有许多细颗粒,则产品的密度很高。烧制温度为 1650 ~ 1800 ℃,保温温度为 2 ~ 4H。

2。Zr02 陶瓷的性能和应用

(1) 高硬度。莫氏硬度为 6.5,因此可以制成冷成型工具、成型模、拉丝模、切削工具等。 [caption id="attachment_1497" align="alignnone" width="750"]ceramic cutter tool 陶瓷刀具[/caption]

(2)强度高,韧性好。室温下弯曲强度可达到 2100 兆帕,在 1000 摄氏度下可以达到 1190 兆帕。最好的增韧陶瓷在室温下的弯曲强度可以达到2000MPa,KIC可以达到9〜12MPa·M1/2以上。因此,它可用于制造发动机部件,例如推杆、连杆、轴承、气缸套、活塞盖等。 (3) 半导体。ZrO2 在高温下具有半导电性。纯氧化锆是一种良好的绝缘体,添加稳定剂后的比电阻为1013 Ω ▪ Cm,因为稳定剂的价与Zr4的价不同,更换后Zr2中会产生氧空位,以保持晶体的电中性。作为一种带电缺陷,氧离子空位会增加 ZrO2 在高温下的电导率。由于ZrO2具有这种特性,因此通常用于制造高温加热元件。氧化锆加热元件可在最高温度为 2100 ~ 2200 摄氏度的空气中使用。 (4)耐腐蚀性。ZrO2 在氧化气氛和还原气氛中非常稳定。氧化锆是一种弱酸性氧化物,可以抵抗酸性或中性炉渣的侵蚀(但会被碱性炉渣侵蚀)。因此,它可以用作熔炼铂、钯、铑和其他金属的特殊耐火材料、铸造口和坩埚。氧化锆不被熔融的铁或钢弄湿,因此它可以用作钢桶和流动钢罐的衬里,也可以用作连续铸钢中的喷嘴砖。 (5) 敏感特性。稳定后,会出现氧气空位,因此可以用作气体传感器。氧化锆固体电解质具有在一定条件下传输氧离子的特性。它可以制成高温燃料电池的固体电解质隔膜,用于测量液态钢中氧气的探头等。

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