Qu'est-ce que la céramique conductrice à base de zircone

1. Général Le ZrO2 (CAO) et le ZrO2 (1/2O3) sont les deux matériaux céramiques les plus couramment utilisés pour les électrolytes solides à base de zircone. La zircone étant difficile à fritter, une quantité appropriée de stabilisant doit être ajoutée. Dans le ZrO2 stabilisé, les ions métalliques du stabilisant ne sont pas remplacés de la même manière par du Zr4 +, ce qui entraîne des lacunes en oxygène. Par exemple, en prenant le Ca2 + comme exemple, lorsque le Ca2 + remplace le Zr4 +, il y a deux charges positives de moins. Par conséquent, un ion O2 en position normale doit être perdu autour du Ca2 + afin de maintenir la neutralité électrique du réseau, créant ainsi une lacune d'oxygène. De même, si vous remplacez Zr4 + par Y3 +, il y a une charge positive de moins et il y a une lacune d'oxygène autour des deux ions yttrium. Il y a donc un grand nombre de lacunes d'oxygène dans le réseau de ZrO2 stabilisé, ce qui fait de ZrO2 Ceramics des céramiques conductrices. La conductivité de la céramique ZrO2 avec différents stabilisants est différente. 2. Processus de fabrication de céramiques conductrices à base de zircone La clé de la fabrication de céramiques conductrices à base de zircone (ZrO2) réside dans la pureté des matières premières et dans la préparation de la poudre. En général, la pureté du ZrO2 doit atteindre 99,5 %. Il s'agit d'une poudre ultrafine (< 0,05 μm) ; le Y2O3 ou l'Al2O3 doivent être utilisés comme stabilisants et sa pureté doit être de qualité réactive. Lors de la préparation de la poudre, en raison de la dureté élevée du ZrO2 stable, un broyeur à boulets en acier est généralement utilisé pour le broyage à boulets. Après un broyage à boulets pendant environ 80 heures, il fait moins de 1 soixante-seize μ. La poudre fine de M contient environ 60 %. Si la finesse est inférieure à 1 μm. Le temps de mouture doit être prolongé de 100 à 200 heures. Après le broyage à boulets, la poudre doit être traitée à l'acide chlorhydrique pendant 48 h, lavée à l'eau jusqu'à ce qu'elle soit neutre après le décapage et séchée en attendant. S'il est formé par coulis, le matériau de jointoiement peut être transformé en matériau neutre dans une bouteille de broyage à boulets en plastique ou en porcelaine (baril). Par exemple, le ratio entre récupération : balle, eau et gomme arabique est de 1:1,5 : 0. 16:0,15, et le mélange est broyé pendant 8 à 10 heures pour lui donner une bonne suspension et une bonne fluidité. Le moulage à sec doit être utilisé. Un liant approprié (carboxyméthylcellulose, etc.) doit être ajouté au mauvais matériau, et le moulage par pressage isostatique est le meilleur choix. Le corps vert formé est cuit entre 1800 et 1840 °C dans un four à atmosphère neutre ou oxydante. 3. Propriétés et applications des céramiques conductrices à base de zircone Le ZrO2 avec stabilisant est conducteur à haute température. Grâce à la conductivité du ZrO2 à haute température, la céramique conductrice à base de zircone peut être utilisée comme électrode haute température et matériau de chauffage. Le ZrO2 a pour caractéristique de transmettre des ions oxygène dans certaines conditions. Il peut donc être transformé en batterie solide et en capteur d'oxygène pour déterminer la concentration d'oxygène. La cellule de concentration d'oxygène peut détecter la concentration d'oxygène, fabriquer des piles à combustible, produire de l'oxygène, décomposer de l'eau pour produire de l'hydrogène, etc. L'analyseur d'oxygène pour la sidérurgie peut déterminer avec précision la teneur en oxygène de l'acier fondu. Le corps principal du compteur d'oxygène est un électrolyte solide ZrO2. Un capteur d'oxygène en zircone peut être utilisé pour mesurer la teneur en oxygène des gaz d'échappement des automobiles, afin de contrôler le rapport air/carburant, d'économiser du carburant et de réduire la pollution des gaz d'échappement dans l'environnement. En outre, la conductivité thermique et la conductivité des céramiques conductrices à base de zircone peuvent également être utilisées comme matériaux chauffants à haute température (la température maximale de chauffage de l'air peut atteindre 2 100 à 2 200 ℃) et comme matériaux d'électrodes à haute température (comme les électrodes des appareils de production d'énergie MHD). Dans le même temps, le composite peut être fabriqué en utilisant les avantages respectifs de la zircone et du chromate de lanthane.