氧化锆陶瓷的功能性.ppt

.中学政治教学网崇尚互联共享 .中学政治教学网崇尚互联共享 ZrO 2陶瓷 ZIRCONIA CERAMICS 演讲者:马少武 .中学政治教学网崇尚互联共享 ZrO 2陶瓷 .中学政治教学网崇尚互联共享 20世纪 20年代?20世纪 20年代开始就被用做熔化玻璃和冶炼钢铁等的耐火材料; 1968 年?日本松下电器公司开发出氧化锆非线性电阻元件 1973 年?美国 R. Zechnall 制得电解质氧传感器,能正确显示汽车发动机的空气/燃料比, 1980 年用于钢铁工业; 1975 年?澳大利亚 R. G. Garvie 以 CaO 为稳定剂制得部分稳定的氧化锆,并首次利用陶瓷马氏体相变的增韧效应,提高了其韧性和强度; 1982 ?日本绝缘子公司和美国 Cummins 发动机公司共同开发出节能柴油机缸套。 ZrO 2历史 .中学政治教学网崇尚互联共享 ZrO 2性质结构简介?含锆的矿石:斜锆石( ZrO 2),锆英石(ZrO 2 · SiO 2); ?颜色:白色(高纯 ZrO 2); 黄色或灰色(含少量杂质的 ZrO 2),常含二氧化铪杂质; ?密度: ~ 3; ?熔点: 2715 ℃。?含锆的矿石:斜锆石( ZrO 2),锆英石(ZrO 2 · SiO 2); ?颜色:白色(高纯 ZrO 2); 黄色或灰色(含少量杂质的 ZrO 2),常含二氧化铪杂质; ?密度: ~ 3; ?熔点: 2715 ℃。 .中学政治教学网崇尚互联共享 ZrO 2有三种晶型其转化如下: 单斜 ZrO 2四方 ZrO 2立方 ZrO 2液相上述 3 种晶型之间可以相互转化。由单斜相向四方相转化时会伴随有 7% 左右的体积变化。加热时由单斜- ZrO 2→四方- ZrO 2 ,体积收缩。冷却时由四方- ZrO 2→单斜- ZrO 2 ,体积膨胀。但这种收缩与膨胀并不发生在同一温度,前者约在 1200 ℃,后者约在 1000 ℃。 1170 ℃ 2370 ℃ 2715 ℃ ZrO 2性质结构简介 .中学政治教学网崇尚互联共享 ZrO 2陶瓷的功能性 .中学政治教学网崇尚互联共享? Y 2O 3的 ZrO 2陶瓷具有敏感的电性能, 是近几年来发展的新材料,主要应用于各种传感器、第三代燃料电池和高温发热体等。而且 ZrO 2材料高温下具有导电性及晶体结构存在氧离子缺位的特性,可制成各种功能元件。 .中学政治教学网崇尚互联共享(1)氧传感器。传感器主要用于工业生产、监控、品质检验,用来提高设备的自动化程度,提高产品的性能。目前氧化锆传感器已大量应用于钢铁制造过程中,用来测量熔融钢水及加热炉所排放气体的含氧量,从而了解钢铁制造过程中钢铁的品质是否达到标准。 .中学政治教学网崇尚互联共享(2)固体氧化物燃料电池 .中学政治教学网崇尚互联共享(3)高温发热体。 ZrO 2室温电阻极高,比电阻高达 10 13Ω? m ,但当温度升至 600 ℃时,即可导电, 1000 ℃时具有导体的性能。目前已将它成功地用于 2000 ℃以上氧化气氛下的发热元件及其设备中。