Was ist leitfähige Zirkonoxidkeramik

1. Allgemein ZrO2 (CAO) und ZrO2 (1/2O3) sind die beiden am häufigsten verwendeten keramischen Materialien für Festelektrolyte auf Zirkonoxidbasis. Da Zirkonoxid schwer zu sintern ist, muss eine angemessene Menge an Stabilisator hinzugefügt werden. Im stabilisierten ZrO2 werden die Metallionen des Stabilisators nicht gleichwertig durch Zr4+ ersetzt, was zu Sauerstoffleerstellen führt. Nehmen wir zum Beispiel Ca2+ als Beispiel, wenn Ca2+ Zr4+ ersetzt, gibt es zwei weniger positive Ladungen. Daher muss ein O2-Ion in der normalen Position um Ca2+ herum verloren gehen, um die elektrische Neutralität des Gitters aufrechtzuerhalten, wodurch ein Sauerstoffleerraum entsteht. Ebenso, wenn Sie Zr4+ durch Y3+ ersetzen, gibt es eine positive Ladung weniger und es gibt eine Sauerstoffleerstelle um die beiden Yttrium-Ionen. Daher gibt es eine große Anzahl von Sauerstoffleerstellen im stabilisierten ZrO2-Gitter, was ZrO2-Keramiken zu leitfähigen Keramiken macht. Die Leitfähigkeit von ZrO2-Keramiken mit verschiedenen Stabilisatoren ist unterschiedlich. 2. Herstellungsprozess von leitfähiger Zirkonoxidkeramik Der Schlüssel zur Herstellung von leitfähigen Keramiken aus Zirkonoxid (ZrO2) ist die Reinheit der Rohstoffe und die Herstellung des Pulvers. Im Allgemeinen sollte die Reinheit von ZrO2 99,5% 5% erreichen, da es sich um ultrafeines Pulver handelt (< 0,05 μm）; Y2O3 oder Al2O3 sollten als Stabilisator verwendet werden, und sein Reinheitsgrad muss Reagenzqualität entsprechen. Bei der Pulverherstellung wird aufgrund der hohen Härte von stabilem ZrO2 im Allgemeinen eine Stahlkugelmühle zum Kugelmahlen verwendet. Nach etwa 80 Stunden Kugelmahlen sind es weniger als sechsundsiebzig μ. Das feine Pulver von M ist etwa 60%. Wenn die Feinheit < 1 μm ist, muss die Mahlzeit um 100 ~ 200 H verlängert werden. Nach dem Kugelmahlen wird das Pulver 48 Stunden lang mit Salzsäure behandelt, nach dem Beizen mit Wasser neutral gewaschen und zur Bereitschaftszeit getrocknet. Wenn es durch Verfugen entsteht, kann das Vergussmaterial in einer Plastik- oder Porzellan-Kugelmahlflasche (Fass) zu neutralem Material verarbeitet werden. Zum Beispiel beträgt das Verhältnis von Rückgewinnung: Kugel: Wasser: Gummi Arabicum 1:1,5:0. 16:0,15, und die Mischung wird 8 bis 10 Stunden lang gemahlen, damit sie eine gute Suspension und Fließfähigkeit hat. Es muss trockenes Pressformen verwendet werden. Dem schlechten Material muss ein geeignetes Bindemittel (Carboxymethylcellulose usw.) zugesetzt werden, und isostatisches Pressen ist das beste. Der geformte grüne Körper wird bei 1800 ~ 1840 ℃ in einem Ofen mit neutraler oder oxidierender Atmosphäre gebrannt. 3. Eigenschaften und Anwendungen von leitfähiger Zirkonoxidkeramik ZrO2 mit Stabilisator hat Leitfähigkeit bei hohen Temperaturen. Leitfähige Keramik aus Zirkonoxid nutzt die Leitfähigkeit von ZrO2 bei hohen Temperaturen und kann als Hochtemperaturelektrode und Heizmaterial verwendet werden. ZrO2 hat die Eigenschaft, unter bestimmten Bedingungen Sauerstoffionen zu übertragen, sodass es zu einer festen Sauerstoffkonzentrationsbatterie und einem Sauerstoffsensor zur Bestimmung der Sauerstoffkonzentration verarbeitet werden kann. Die Sauerstoffkonzentrationszelle kann die Sauerstoffkonzentration ermitteln, Brennstoffzellen herstellen, Sauerstoff produzieren, Wasser zu Wasserstoff zersetzen usw. Der Sauerstoffanalysator für die Stahlherstellung kann den Sauerstoffgehalt in geschmolzenem Stahl genau bestimmen. Der Hauptteil des Sauerstoffmessgeräts besteht aus ZrO2-Festelektrolyt. Der Zirkonoxid-Sauerstoffsensor kann verwendet werden, um den Sauerstoffgehalt im Autoabgas zu messen, um das Luft-Kraftstoffverhältnis zu kontrollieren, Kraftstoff zu sparen und die Abgasbelastung der Umgebung zu reduzieren. Darüber hinaus können die Wärmeleitfähigkeit und Leitfähigkeit leitfähiger Keramiken aus Zirkonoxid auch als Hochtemperatur-Heizmaterial (die maximale Heiztemperatur in der Luft kann 2100 ~ 2200 ℃ erreichen) und Hochtemperatur-Elektrodenmaterialien (wie Elektroden in MHD-Stromerzeugungsgeräten) verwendet werden. Gleichzeitig kann der Verbundwerkstoff hergestellt werden, indem die jeweiligen Vorteile von Zirkonoxid und Lanthanchromat genutzt werden.