Qué es la cerámica conductora de circonio

1. General El ZrO2 (CAO) y el ZrO2 (1/2O3) son los dos materiales cerámicos más utilizados para los electrolitos sólidos a base de circonia. Como la circonia es difícil de sinterizar, es necesario añadir una cantidad adecuada de estabilizador. En el ZrO2 estabilizado, los iones metálicos del estabilizador no se sustituyen de manera equivalente por Zr4+, lo que provoca vacíos de oxígeno. Por ejemplo, tomando el Ca2+ como ejemplo, cuando el Ca2+ sustituye al Zr4+, hay dos cargas positivas menos. Por lo tanto, un ion O2 en posición normal debe perderse alrededor del Ca2+ para mantener la neutralidad eléctrica de la red y crear así un vacío de oxígeno. Del mismo modo, si sustituye el Zr4+ por Y3+, hay una carga positiva menos y hay un vacío de oxígeno alrededor de los dos iones de itrio. Por lo tanto, hay un gran número de vacíos de oxígeno en la red estabilizada de ZrO2, lo que convierte a ZrO2 Ceramics en cerámica conductora. La conductividad de la cerámica de ZrO2 con diferentes estabilizadores es diferente. 2. Proceso de fabricación de cerámica conductora de circonio La clave para la fabricación de cerámicas conductoras de circonio (ZrO2) es la pureza de las materias primas y la preparación del polvo. Por lo general, la pureza del ZrO2 debe alcanzar el 99,5% o el 5%, y pertenece al polvo ultrafino (< 0,05 μ m); se utilizará Y2O3 o Al2O3 como estabilizador y su pureza será de calidad reactiva. Durante la preparación del polvo, debido a la alta dureza del ZrO2 estable, el molino de bolas de acero se utiliza generalmente para moler bolas. Después de moler bolas durante unas 80 h, son menos de 176 μ. El polvo fino de M es de alrededor del 60%. Si la finura es inferior a 1 μm. El tiempo de molienda se ampliará de 100 a 200 horas. Tras la molienda con bolas, el polvo se tratará con ácido clorhídrico durante 48 h, se lavará con agua hasta que quede neutro tras el decapado y se secará hasta que quede en reposo. Si se forma con lechada, el material de lechada se puede preparar en un material neutro en una botella de plástico o porcelana para moler bolas (barril). Por ejemplo, la proporción de recuperación: bola: agua: goma arábiga es de 1:1,5:0. 16:0,15 y la mezcla se muele durante 8 a 10 h para que tenga una buena suspensión y fluidez. Se utilizará moldeo por prensado en seco. Se añadirá el aglutinante adecuado (carboximetilcelulosa, etc.) al material malo, y el moldeo por prensado isostático es lo mejor. El cuerpo verde formado se cuece a 1800 ~ 1840 °C en un horno con atmósfera neutra u oxidante. 3. Propiedades y aplicaciones de la cerámica conductora de circonio El ZrO2 con estabilizador tiene conductividad a altas temperaturas. Utilizando la conductividad del ZrO2 a altas temperaturas, la cerámica conductora de circonio se puede utilizar como electrodo y material calefactor a alta temperatura. El ZrO2 tiene la característica de transmitir iones de oxígeno en determinadas condiciones, por lo que puede convertirse en una batería de concentración de oxígeno sólido y en un sensor de oxígeno para determinar la concentración de oxígeno. La célula de concentración de oxígeno puede detectar la concentración de oxígeno, fabricar pilas de combustible, producir oxígeno, descomponer el agua para producir hidrógeno, etc. El analizador de oxígeno para la fabricación de acero puede determinar con precisión el contenido de oxígeno en el acero fundido. El cuerpo principal del medidor de oxígeno es un electrolito sólido de ZrO2. El sensor de oxígeno de circonio se puede utilizar para medir el contenido de oxígeno de los gases de escape de los automóviles, a fin de controlar la relación aire-combustible, ahorrar combustible y reducir la contaminación de los gases de escape en el medio ambiente circundante. Además, la conductividad térmica y la conductividad de la cerámica conductora de circonio también se pueden utilizar como materiales de calentamiento a alta temperatura (la temperatura máxima de calentamiento del aire puede alcanzar entre 2100 y 2200 °C) y materiales de electrodos a alta temperatura (como los electrodos de los dispositivos de generación de energía MHD). Al mismo tiempo, el compuesto se puede fabricar utilizando las ventajas respectivas del cromato de circonio y lantano.