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简析 高抗热震的全稳定氧化锆陶瓷特点及工艺
2018月05月31日 发布 分类:粉体加工技术 点击量:436
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全稳定氧化锆陶瓷属于立方相萤石型结构,由于萤石结构中的氧八面体空隙存在,这种松弛结构有利于阳离子的扩散和迁移,有很强的固体电解质导电能力,特别是固溶掺入稳定剂后,形成大量的氧空位,形成了良好的氧离子导电性。


目前,采用掺杂氧化钇的全稳定氧化锆测氧传感器已在许多工作分析过程中作为氧定量分析的基本手段,使用温度在室温到900℃之间。工作条件的特殊性要求该材料有一定的抗热震性能。但全稳定氧化锆本身热膨胀系数大,热导率低,收冲击后,强度下降块,内部出现微裂纹或者宏观开裂后产品便会失效。一般车用氧传感器一年更换一次一些工业用测定钢水的氧传感器甚至使用一次就失效。因此高抗热震的全稳定氧化锆的研制就显得极为重要。

图 汽车氧传感器是电喷发动机控制系统中关键的反馈传感器,是控制汽车尾

气排放、降低汽车对环境污染、提高汽车发动机燃油燃烧质量的关键零件


下文将引用一个专利文件,为大家简单介绍一种高抗热震的全稳定氧化锆陶瓷材料的制备工艺路线。该工艺制备出来的全稳定氧化锆产品的主要特点是该产品包括基体、以及分布在整个基体中的晶须。基体为氧化钇掺杂的全稳定氧化锆,如上所述的晶须为平均长度为1-50μmα氧化铝晶须,氧化钇的的掺杂摩尔百分含量(占总基体)为4-12mol%,氧化铝晶须的重量百分含量为5-25wt%。此外,该陶瓷材料可能还有0-3wt%MgOSiO2CaOAl2O3的一种或者多种。


其工艺主要包含如下三步:




1、配料:将基体、α氧化铝晶须和粘接剂,按比例机械混合,混料设备可以是搅拌球磨机、V型混料机、行星球磨机等。


2、成型:在成型机械中,将混合后的配料制成坯体。成型方法可选用模压成型、等静压成型、热压铸成型、注射成型、浆料成型等。


3、烧结:将坯体放在1300-1800烧结炉中烧1-3小时。可在真空、分压、无压或加压环境下烧结。烧结气氛可以是空气或者氮气等。通常可采用空气气氛无压烧结,烧结温度在1550-1670℃之间。


本文参考自如下文献,更多细节请查阅原文

1、一种全稳定氧化错陶瓷材料及其制备方法,比亚迪股份有限公司,郭冉,向其军,刘一峰。


拓展知识:

陶瓷的抗热震性是指材料对温度的迅速变化进行抵抗而不破坏的能力。


编辑:粉体圈 小白


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