全穩定氧化鋯陶瓷屬于立方相螢石型結構,由于螢石結構中的氧八面體空隙存在,這種松弛結構有利于陽離子的擴散和遷移,有很強的固體電解質導電能力,特別是固溶摻入穩定劑后,形成大量的氧空位,形成了良好的氧離子導電性。
目前,采用摻雜氧化釔的全穩定氧化鋯測氧傳感器已在許多工作分析過程中作為氧定量分析的基本手段,使用溫度在室溫到900℃之間。工作條件的特殊性要求該材料有一定的抗熱震性能。但全穩定氧化鋯本身熱膨脹系數大,熱導率低,收沖擊后,強度下降塊,內部出現微裂紋或者宏觀開裂后產品便會失效。一般車用氧傳感器一年更換一次一些工業用測定鋼水的氧傳感器甚至使用一次就失效。因此高抗熱震的全穩定氧化鋯的研制就顯得極為重要。

圖 汽車氧傳感器是電噴發動機控制系統中關鍵的反饋傳感器,是控制汽車尾
氣排放、降低汽車對環境污染、提高汽車發動機燃油燃燒質量的關鍵零件
下文將引用一個專利文件,為大家簡單介紹一種高抗熱震的全穩定氧化鋯陶瓷材料的制備工藝路線。該工藝制備出來的全穩定氧化鋯產品的主要特點是該產品包括基體、以及分布在整個基體中的晶須。基體為氧化釔摻雜的全穩定氧化鋯,如上所述的晶須為平均長度為1-50μm的α氧化鋁晶須,氧化釔的的摻雜摩爾百分含量(占總基體)為4-12mol%,氧化鋁晶須的重量百分含量為5-25wt%。此外,該陶瓷材料可能還有0-3wt%的MgO、SiO2、CaO和Al2O3的一種或者多種。
其工藝主要包含如下三步:

1、配料:將基體、α氧化鋁晶須和粘接劑,按比例機械混合,混料設備可以是攪拌球磨機、V型混料機、行星球磨機等。
2、成型:在成型機械中,將混合后的配料制成坯體。成型方法可選用模壓成型、等靜壓成型、熱壓鑄成型、注射成型、漿料成型等。
3、燒結:將坯體放在1300-1800℃的燒結爐中燒1-3小時。可在真空、分壓、無壓或加壓環境下燒結。燒結氣氛可以是空氣或者氮氣等。通常可采用空氣氣氛無壓燒結,燒結溫度在1550-1670℃之間。
本文參考自如下文獻,更多細節請查閱原文
1、一種全穩定氧化錯陶瓷材料及其制備方法,比亞迪股份有限公司,郭冉,向其軍,劉一峰。
拓展知識:
陶瓷的抗熱震性是指材料對溫度的迅速變化進行抵抗而不破壞的能力。
編輯:粉體圈 小白
作者:粉體圈
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