я. обзор нанокомпозитного диоксида циркония
оксид циркония (zro2) представляет собой неорганический неметаллический материал с высокой термостойкостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью и низким коэффициентом теплового расширения. он естественным образом присутствует в форме моноклинной фазовой косой циркона. при нормальных условиях zro2 имеет три кристаллические формы и представляет собой поликристаллический оксид фазового превращения. при комнатной температуре это моноклинная фаза. когда он превышает 1000 ° c, тетрагональная фаза постепенно образуется до тех пор, пока не будет только тетрагональная фаза при 2370 ° c, а температура выше 2370 ° c до точки плавления представляет собой кубическую фазу.
в общем случае оксид циркония, который может поддерживать тетрагональную или кубическую фазу при комнатной температуре после добавления стабилизатора, упоминается как композиционный диоксид циркония или сложного диоксида циркония и также упоминается как полустабилизированный и стабилизированный диоксид циркония. Обычными стабилизаторами являются y2o3, ceo, cao.
II. производительность нанокомпозитного диоксида циркония
1. Физические свойства: высокая прочность, высокая температура, износ, самосмазка, изоляция, изоляция, коэффициент расширения можно регулировать.
2. Химические свойства: антикоррозийная, высокая проводимость ионов кислорода.
3. Нано-производительность: большая площадь поверхности, мощная емкость для хранения кислорода.
III. применение нанокомпозитного диоксида циркония
нано-циркония характеризуется стойкостью к химическому воздействию и эрозии микроорганизмов. это керамический материал, легированный оксидами металлов, который является кислотным, щелочным, окислительным и восстанавливаемым. после легирования стабильным оксидом циркония он механически, термически и электромагнетизм. оптические и оптические свойства также обладают хорошими свойствами, а также имеют важные применения в каталитических свойствах.
1. материал для зубных протезов
nano-zro2 может значительно увеличить прочность комнатной температуры и коэффициент интенсивности напряжений керамики, так что вязкость керамики может быть удвоена. композитный биокерамический материал, полученный нано-zro2, обладает хорошими механическими свойствами, химической стабильностью и биосовместимостью и является перспективным биокерамическим композиционным материалом, особенно в стоматологических материалах и искусственных суставах. как превосходная биоинеизированная керамика, он обладает отличной химической стабильностью как в качестве протеза, так и имплантата, и полностью удовлетворяет стандарту стоматологического реставрационного материала.
2. кислородный датчик
датчик, изготовленный из диоксида циркония, обладает хорошей проводимостью и играет важную роль в управлении выхлопом автомобиля и сжиганием котла электростанции. кислородный датчик циркония является самым зрелым и наиболее производительным датчиком кислорода. он является одним из ключевых компонентов системы управления эмиссией транспортных средств. его характеристики выходного сигнала непосредственно влияют на экономию топлива и контроль выбросов двигателя.
3. Присадки для автомобильных выхлопных газов
катализаторы для очистки автомобильного выхлопного газа обычно состоят из трех компонентов: носителей, сокатализаторов и катализаторов. среди них композитные оксидные материалы из твердого оксида циркония и гафния используются в качестве сокатализаторов и являются очень важными материалами для покрытия. кроме того, твердые растворы циркония и гафния также широко используются в материалах датчиков, полирующих материалах, топливных элементах, конструкционных материалах, высокопрочной керамике и других областях.
4. оптоволоконный разъем керамический наконечник
Порошки нано-ysz могут использоваться для изготовления редкоземельных керамических волоконных наконечников (прецизионных игл) для волоконно-оптических соединителей из-за их превосходных механических свойств, химической стабильности и чрезвычайно высокой точности. рукав является наиболее широко используемым пассивным оптическим волокном в сети оптических волокон и является важной частью построения инфраструктуры информационной сети.
5. мобильные терминальные продукты
с появлением новых методов передачи, таких как 5g и беспроводной зарядки, беспроводная полоса частот становится все более сложной, а защита металлических шасси станет основным узким местом. 5г антенна, которая строго требуется для компоновки, должна изменить существующий материал металлического корпуса. керамика и стекло станут дополнительными решениями. в то же время металлические материалы также очень недружелюбны для беспроводной технологии зарядки. поскольку в большинстве современных беспроводных технологий зарядки используются электромагнитные волны, металл может создавать помехи электромагнитным волнам, что значительно снижает эффективность зарядки. альтернативные материалы включают пластмассы, стекло и керамику. пластмассы подвержены царапинам, а стекло хрупкое. керамические материалы постепенно проникают в внешний вид смартфонов благодаря их отличным физическим свойствам.
6. тигель
при выплавке редких и огнеупорных драгоценных металлов и сплавов из-за необходимости нагревания до более высокой температуры общий материал трудно удовлетворить требованиям, а тигель из диоксида циркония можно нагревать до 2430oC. цирконий становится предпочтительным материалом для тигля, используемого в условиях высоких температур.
7. специальные инструменты
керамические фрезы использовались в начале 20-го века, но их использование было ограничено их хрупкостью. в последние годы, с продвижением нанокомпозитных композитов из циркония, его прочность значительно улучшилась. керамические ножи расширились от промышленных аэрокосмических и других высокотехнологичных областей до промышленных керамических ножей и в настоящее время широко используются в повседневной жизни. оксид циркония можно перерабатывать в различные виды инструментов. он имеет преимущества традиционных металлических инструментов, но также имеет преимущества без ржавчины, здоровья, износостойкости и т. д., известных как керамическая сталь.
8. топливный элемент
основанные на цирконии электролиты для твердооксидных топливных элементов, являются наиболее широко используемыми и наиболее изученными электролитными материалами в sofc. кубически стабилизированный электролитный материал на основе zro2 обладает очень большой ионной проводимостью, сохраняет хорошую химическую стабильность при высоких температурах, в окислительной и восстановительной атмосферах и обладает проводящими свойствами чистого кислорода в широком диапазоне парциальных давлений кислорода, в то время как благодаря хорошая механическая прочность обработки, его можно превратить в плотный мембранный электролит. поэтому он удовлетворяет почти всем требованиям твердооксидных топливных элементов и становится первым выбором для приготовления электролитов sofc. это основной компонент твердооксидных топливных элементов.
9. специальные механические детали
хрупкость керамических материалов ограничивает его разработку. нано-керамика - очень важный способ решения хрупкости керамики. эксперименты показали, что тетрагональная фаза zro2 может быть преобразована в моноклинную фазу для генерации микротрещин и остаточных напряжений для упрочнения керамики. nano-zro2 может значительно увеличить прочность комнатной температуры и коэффициент интенсивности напряжений керамики, так что вязкость керамики может быть удвоена. специальный сверхпрочный нанокомпозитный диоксид циркония широко используется в подшипниках, втулках, шарикоподшипниках, корпусах и других областях.
10. Огнеупорные материалы
из-за его высокой температурой плавления, низкой теплопроводности и стабильных химических свойств, диоксид циркония обычно используется в качестве огнеупорного материала. огнеупоры из наноциркония имеют более очевидные преимущества, высокую термостойкость (до 2200 ° C), высокую прочность, хорошую теплоизоляцию и отличную химическую стабильность. они в основном используются в средах с рабочей температурой выше 2000 ° c.