1. Fabrication de céramiques à base de zircone
Lors de la préparation de poudre de ZrO2 stable, la synthèse par électrofusion (environ 1000 ℃) et la synthèse à haute température (1600 ~ 1650 ℃ pendant 4 h) peuvent être utilisées. La réaction du ZrO2 synthétisé par électrofusion est terminée, et il s'agit en partie ou en totalité d'une solution solide cubique. Il y a une certaine quantité de ZrO2 monoclinique dans le ZrO2 synthétisé à haute température. Le processus de stabilisation peut être résumé comme suit : mélangez et broyez les matières premières avec une pureté supérieure à 96 % et mettez le stabilisant dans une cuve de broyage à boulets pendant 8 à 24 heures, ajoutez une petite quantité de liant et pressez-les en blocs verts sous une pression de 60 à 100 MPa. Le but du pressage à blanc est d'établir un contact étroit entre la poudre de ZrO2 et les particules de stabilisant, ce qui favorise la réaction en solution solide. Ensuite, le compact est chauffé à 1450 ~ 1800 ℃ pendant 4 à 6 h pour la stabilisation de la solution solide, et enfin le bloc fritté stabilisé est concassé en particules de différentes tailles. Le compact fritté stabilisé à plus de 1800 °C n'est pas facile à moudre. La céramique ZrO2 peut être formée par jointoiement ou par pressage à sec. Pendant le moulage par jointoiement, une petite quantité de gomme arabique (concentration de 10 %) et de l'eau distillée d'environ 20 % peuvent être ajoutées au matériau fin ZrO2 pour former une suspension présentant de bonnes performances de jointoiement. Les céramiques transparentes peuvent être préparées par pressage à chaud. S'il y a beaucoup de particules grossières dans la poudre, le rétrécissement volumique est faible, et s'il y a beaucoup de particules fines, la densité du produit est élevée. La température de cuisson est de 1650 à 1800 ℃, et la conservation de la chaleur est de 2 à 4 heures.2. Propriétés et application de la céramique Zr02
(1) Dureté élevée. Mohs Hard 6.5, il peut donc être transformé en outils de formage à froid, en matrices de façonnage, en matrices de tréfilage, en outils de découpe, etc. [caption id="attachment_1497" align="alignnone" width="750"]
outil de découpe en céramique[/caption](2) Haute résistance et bonne ténacité. La résistance à la flexion peut atteindre 2 100 MPa à température ambiante et 1 190 MPa à 1 000 ℃. La résistance à la flexion des meilleures céramiques trempées à température ambiante peut atteindre 2 000 MPa et le KIC peut atteindre plus de 9 à 12 MPa · M1/2. Il peut donc être utilisé pour fabriquer des composants du moteur, tels que des poussoirs, des bielles, des roulements, des chemises de cylindre, des capuchons de piston, etc. (3) Semi-conducteurs. Le ZrO2 est semi-conducteur à haute température. Le ZrO2 pur est un bon isolant avec une résistance spécifique de 1013 Ω ▪ Cm après l'ajout du stabilisant. Parce que la valence du stabilisant est différente de celle du Zr4, des lacunes d'oxygène sont générées dans le ZrO2 après son remplacement afin de préserver la neutralité électrique du cristal. En tant que défaut chargé, la vacance des ions oxygène augmente la conductivité du ZrO2 à haute température. Comme le ZrO2 possède cette caractéristique, il est souvent utilisé pour fabriquer des éléments chauffants à haute température. L'élément chauffant en ZrO2 peut être utilisé dans de l'air à une température maximale de 2100 à 2200 ℃. (4) Résistance à la corrosion. Le ZrO2 est très stable en atmosphère oxydante et en atmosphère réductrice. La zircone est un oxyde faiblement acide qui peut résister à l'érosion des scories acides ou neutres (mais qui sera érodé par les scories alcalines). Il peut donc être utilisé comme réfractaire spécial, comme orifice de moulage et comme creuset pour la fusion du platine, du palladium, du rhodium et d'autres métaux. La zircone n'est pas mouillée avec du fer fondu ou de l'acier. Elle peut donc être utilisée comme revêtement d'un seau en acier et d'un réservoir en acier coulé, et comme brique de buse en acier moulé en continu. (5) Caractéristiques sensibles. Une fois stabilisée, il y a une réserve d'oxygène, elle peut donc être utilisée comme capteur de gaz. L'électrolyte solide à base de zircone a pour caractéristique de transmettre des ions oxygène dans certaines conditions. Il peut être transformé en diaphragme à électrolyte solide pour une pile à combustible à haute température, en sonde pour mesurer l'oxygène dans l'acier liquide, etc.