1。普通的
氧化锆2(CAO)和氧化锆2(1/2O3)是氧化锆基固体电解质中最常用的两种陶瓷材料。由于氧化锆很难烧结,因此需要添加适量的稳定剂。在稳定的ZrO2中,稳定剂的金属离子不能等效地替换为Zr4 +,从而导致氧气空缺。例如,以 Ca2 + 为例,当 Ca2 + 取代 Zr4 + 时,两个正电荷会减少。因此,必须在 Ca2 + 周围丢失处于正常位置的 O2 离子,以保持晶格的电气中立性,从而产生氧气空位。同样,如果将Zr4+替换为Y3 +,则会减少一个正电荷,并且两个钇离子周围有氧空位。因此,稳定的ZrO2晶格中存在大量的氧空位,从而使ZrO2陶瓷成为导电陶瓷。
使用不同稳定剂的氧化锆陶瓷的电导率是不同的。
2。氧化锆导电陶瓷的制造工艺
氧化锆(ZrO2)导电陶瓷制造的关键是原材料的纯度和粉末的制备。通常,ZrO2的纯度应达到99.5%5%,属于超细粉末(<0.05μm);应使用Y2O3或Al2O3作为稳定剂,其纯度应为试剂级。
在粉末制备过程中,由于稳定的ZrO2具有很高的硬度,因此通常使用钢球磨机进行球磨。球磨约 80 小时后,小于 1 七十六 μM 的细粉约为 60%。如果细度小于 1 μm,则铣削时间应延长 100 ~ 200 小时。球磨后,粉末应用盐酸处理 48 小时,酸洗后用水冲洗至中性,然后干燥备用。
如果是通过灌浆形成的,则灌浆材料可以在塑料或瓷球磨瓶(桶)中制备成中性材料。例如,回收比例:球:水:阿拉伯树胶的回收比例为 1:1.5:0. 16:0.15,将混合物研磨8~10h,使其具有良好的悬浮性和流动性。
应使用干压成型。应在不良材料中添加适当的粘合剂(羧甲基纤维素等),最好采用等静压成型。
形成的绿色体体在具有中性或氧化气氛的窑中以1800〜1840℃的温度烧制。
3.氧化锆导电陶瓷的性能和应用
带稳定剂的 ZrO2 在高温下具有导电性。利用ZrO2在高温下的导电性,氧化锆导电陶瓷可用作高温电极和加热材料。
ZrO2具有在一定条件下传输氧离子的特性,因此可以将其制成固态氧浓度电池和氧气传感器,用于测定氧气浓度。
氧气浓度电池可以检测氧气浓度,制造燃料电池,产生氧气,分解水产生氢气等。
炼钢用氧气分析仪可以准确测定钢水中的氧气含量。氧气计的主体是 ZrO2 固体电解质。
氧化锆氧传感器可用于测量汽车尾气中的氧气含量,从而控制空燃比,节省燃料,减少废气对周围环境的污染。
此外,氧化锆导电陶瓷的导热性和导电性还可用作高温加热材料(空气中最高加热温度可达到2100~2200℃)和高温电极材料(例如磁流体动力发电设备中的电极)。同时,该复合材料可以利用氧化锆和铬酸澜各自的优势制成。
什么是氧化锆导电陶瓷
发布日期: 2022-01-07 14:35:49
•
浏览量: 471