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熱導率最低高溫穩定性最好的氧化鋯陶瓷

在眾多工程陶瓷中,氧化鋯陶瓷的熱導率最低,高溫穩定性最好,非常適合作耐高溫隔熱陶瓷材料,下面是科眾陶瓷廠對氧化鋯陶瓷的詳細分析。

在眾多工程陶瓷中,氧化鋯陶瓷的熱導率最低,高溫穩定性最好,非常適合作耐高溫隔熱陶瓷材料,下面是科眾陶瓷廠對氧化鋯陶瓷的詳細分析。

在各類金屬氧化物陶瓷中,氧化鋯的高溫穩定性最好,最適宜用作陶瓷涂層及高溫耐火制品;以氧化鋯為主要原料的鋯英石基陶瓷顏料是高級釉料的重要成分;氧化鋯的熱導率在常見的陶瓷材料中最低,而熱膨脹系數又與金屬材料較為接近,成為重要的結構陶瓷材料,特殊的晶體結構,使之成為重要的電子材料。

氧化鋯陶瓷的相變增韌特性,使之成為塑性陶瓷的熱點研究對象;良好的機械性能及熱物理性能,使它成為金屬基復合材料中性能優異的增強相。目前在各種金屬氧化物陶瓷中,氧化鋯陶瓷的用途僅次于氧化鋁陶瓷。


氧化鋯陶瓷圓片

氧化鋯陶瓷可通過相變增韌來獲得高的強度和韌性,部分穩定氧化鋯(PSZ,陶瓷常以3%ω氧化釔穩定的氧化鋯納米粉體為原料)陶瓷是目前強度和韌性最高的陶瓷材料,其抗彎強度可達1500MPa以上,斷裂韌度KIC可達15MPa•m1/2以上,與鋼的強度和韌性相當,因此被譽為“陶瓷鋼”。

PSZ陶瓷晶粒細小、強度高、韌性好、耐磨性高(通常比氧化鋁陶瓷高出5-10倍),且表現出良好的自潤滑性(在使用過程中其表面越磨越光滑,磨損率隨時間的延長呈下降的趨勢),因此,作為耐磨結構材料在砂磨機和球磨機的內襯和研磨體、軸承材料、柱塞、機械密封件、紡織瓷件、人工關節、表鏈表殼、圓珠筆的滾珠、日用陶瓷刀具等方面獲得了日益廣泛的應用。
 

而全穩定的立方相氧化鋯陶瓷(通常用8%氧化釔穩定的氧化鋯納米粉制備)雖然強度和韌性不如PSZ陶瓷,但由于具有良好的離子導電性,目前已廣泛用作氧傳感器、高溫發熱元件和高溫燃料電池的隔膜等。該陶瓷氧傳感器的一個重要應用是監控汽車發動機中燃料燃燒狀況,另一個重要應用則是在鋼鐵行業中監測煉鋼爐中氧含量。氧化鋯陶瓷還是目前唯一能在空氣環境中加熱到2000℃以上的電熱元件,也是高溫燃料電池最理想的隔膜材料。
 

備注:純氧化鋯在常溫下是只有單斜相,為了獲得其他室溫穩定相系,需在ZrO2中添加某些氧化物作為晶型穩定劑,如:Y2O3、CaO、Al2O3、CeO2、MgO、Sc2O3等,使氧化鋯的四方晶型或立方晶型穩定至室溫下。


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本文“熱導率最低高溫穩定性最好的氧化鋯陶瓷”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-20 14:39:24
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