1. Herstellung von Zirkonoxidkeramik
Bei der Herstellung von stabilem ZrO2-Pulver können Elektrofusionssynthese (ca. 1000 ℃) und Hochtemperatursynthese (1600 ~ 1650 ℃ für 4 h) verwendet werden. Die Reaktion von ZrO2, die durch Elektrofusion synthetisiert wird, ist abgeschlossen, und ein Teil oder alles davon ist kubische feste Lösung. In ZrO2, das bei hoher Temperatur synthetisiert wird, ist eine bestimmte Menge an monoklinem ZrO2 enthalten. Der Stabilisierungsprozess kann wie folgt zusammengefasst werden: Mischen und mahlen Sie die Rohstoffe mit einer Reinheit von > 96% und Stabilisator im Kugelmahlbehälter für 8 ~ 24 Stunden, fügen Sie eine kleine Menge Bindemittel hinzu und pressen Sie sie unter dem Druck von 60 ~ 100 MPa zu grünen Blöcken. Der Zweck des Blankpressens besteht darin, einen engen Kontakt zwischen ZrO2-Pulver und Stabilisatorpartikeln herzustellen, was der Reaktion in fester Lösung förderlich ist. Danach wird der Kompakt für 4 bis 6 Stunden auf 1450 ~ 1800 ℃ erhitzt, um die feste Lösung zu stabilisieren, und schließlich wird der stabilisierte Sinterblock auf verschiedene Partikelgrößen zerkleinert. Der über 1800 ℃ stabilisierte Sinterkörper ist nicht leicht zu mahlen. ZrO2-Keramik kann durch Verguss- oder Trockenpressverfahren geformt werden. Beim Verfugen und Formen kann dem ZrO2-Feinmaterial eine kleine Menge Arabicumgummi (Konzentration von 10%) und destilliertes Wasser von etwa 20% zugesetzt werden, um einen Brei mit guter Verfugungsleistung zu bilden. Transparente Keramik kann durch Heißpressen hergestellt werden. Wenn das Pulver viele grobe Partikel enthält, ist die Volumenschrumpfung gering, und wenn es viele feine Partikel gibt, ist die Dichte des Produkts hoch. Die Brenntemperatur beträgt 1650 ~ 1800 ℃ und die Hitzebeständigkeit beträgt 2 ~ 4 H.2. Eigenschaften und Anwendung von Zr02-Keramiken
(1) Hohe Härte. Mohs Hard 6.5, also kann es zu Kaltformwerkzeugen, Formwerkzeugen, Drahtziehformen, Schneidwerkzeugen usw. verarbeitet werden. [caption id="attachment_1497" align="alignnone" width="750"]
Keramikschneidewerkzeug[/caption](2) Hohe Festigkeit und gute Zähigkeit. Die Biegefestigkeit kann bei Raumtemperatur 2100 MPa und bei 1000 ℃ 1190 MPa erreichen. Die Biegefestigkeit der besten gehärteten Keramiken kann bei Raumtemperatur 2000 MPa erreichen und KIC kann mehr als 9 ~ 12 MPa · M1/2 erreichen. Daher kann es zur Herstellung von Motorkomponenten wie Schubstange, Pleuelstange, Lager, Zylinderlaufbuchse, Kolbendeckel usw. verwendet werden. (3) Halbleiter. ZrO2 hat eine Halbleitfähigkeit bei hohen Temperaturen. Reines ZrO2 ist ein guter Isolator mit einem spezifischen Widerstand von 1013 Ω ▪ Cm nach dem Hinzufügen des Stabilisators, da sich die Wertigkeit des Stabilisators von der von Zr4 unterscheidet. Nach dem Austausch werden Sauerstoffleerstellen in ZrO2 erzeugt, um die elektrische Neutralität des Kristalls aufrechtzuerhalten. Als Ladungsdefekt erhöht die Sauerstoffionenleerheit die Leitfähigkeit von ZrO2 bei hohen Temperaturen. Weil ZrO2 diese Eigenschaft hat, wird es oft zur Herstellung von Hochtemperatur-Heizelementen verwendet. Das ZrO2-Heizelement kann in Luft mit einer Höchsttemperatur von 2100 ~ 2200 ℃ verwendet werden. (4) Korrosionsbeständigkeit. ZrO2 ist in oxidierender Atmosphäre und in reduzierender Atmosphäre sehr stabil. Zirkonoxid ist ein schwach saures Oxid, das der Erosion von saurer oder neutraler Schlacke widerstehen kann (wird aber durch alkalische Schlacke erodiert). Daher kann es als spezielle feuerfeste Gießöffnung und Tiegel zum Schmelzen von Platin, Palladium, Rhodium und anderen Metallen verwendet werden. Zirkonia ist nicht mit geschmolzenem Eisen oder Stahl benetzt, daher kann es als Auskleidung von Stahleimer und Stahltank sowie als Düsenstein für Stranggussstahl verwendet werden. (5) Sensible Eigenschaften. Nach der Stabilisierung besteht ein Sauerstoffleerstand, sodass er als Gassensor verwendet werden kann. Der Zirkonoxid-Festelektrolyt hat die Eigenschaft, unter bestimmten Bedingungen Sauerstoffionen zu übertragen. Es kann zu einer Festelektrolytmembran einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, einer Sonde zur Messung von Sauerstoff in flüssigem Stahl usw. verarbeitet werden.