yo. visión general de la zirconia nanocompuesto
el óxido de zirconio (zro2) es un material inorgánico no metálico con alta resistencia a la temperatura, resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste y bajo coeficiente de expansión térmica. está presente de forma natural en forma de zircón oblicuo de fase monoclínica. en circunstancias normales, zro2 tiene tres formas cristalinas y es un óxido policristalino que convierte la fase. a temperatura ambiente, es una fase monoclínica. cuando es superior a 1000 ° c, la fase tetragonal se forma gradualmente hasta que solo hay una fase tetragonal a 2370 ° c, y una temperatura superior a 2370 ° c al punto de fusión es una fase cúbica.
en general, el óxido de zirconio, que puede mantener una fase tetragonal o cúbica a temperatura ambiente después de la adición de un estabilizador, se denomina polvo de zirconia compuesto o zirconia compuesta, y también se denomina zirconia estabilizada y semi-estabilizada. estabilizadores comunes son y2o3, ceo, cao.
ii. el rendimiento de zirconia nanocompuesto
1. propiedades físicas: alta resistencia, alta temperatura, desgaste, autolubricante, aislamiento, aislamiento, coeficiente de expansión se puede ajustar.
2. propiedades químicas: anticorrosión, alta conductividad de iones de oxígeno.
3. nano-rendimiento: gran superficie, fuerte capacidad de almacenamiento de oxígeno.
iii. la aplicación de zirconia nanocompuesto
La nanozirconia se caracteriza por la resistencia al ataque químico y la erosión de microorganismos. es un material cerámico dopado con óxidos metálicos que es ácido, alcalino, oxidativo y reducible. después de ser dopado con un óxido de zirconio estable, es mecánicamente, térmicamente y electromagnéticamente. las propiedades ópticas y ópticas también tienen buenas propiedades, y también tienen aplicaciones importantes en las propiedades catalíticas.
1. material de la dentadura
nano-zro2 puede aumentar significativamente la resistencia de la temperatura ambiente y el factor de intensidad de tensión de la cerámica, de modo que la dureza cerámica se puede duplicar. el material biocerámico compuesto preparado por nano-zro2 tiene buenas propiedades mecánicas, estabilidad química y biocompatibilidad, y es un prometedor material compuesto biocerámico, especialmente en materiales dentales y articulaciones artificiales. como una excelente cerámica bio-inerte, exhibe una excelente estabilidad química como una prótesis y un implante, y satisface completamente el estándar de un material de restauración dental.
2. sensor de oxígeno
el sensor hecho de zirconia tiene buena conductividad y juega un papel importante en el control del escape del automóvil y la combustión de la caldera de la planta de energía. el sensor de oxígeno de zirconia es el sensor de oxígeno más maduro y más productivo. es uno de los componentes clave en el sistema de control de emisiones del vehículo. sus características de salida de señal afectan directamente el ahorro de combustible y el control de emisiones del motor.
3. aditivos del catalizador de la purificación del gas de extractor del automóvil
Los catalizadores de purificación de gases de escape de automóviles generalmente constan de tres componentes: vehículos, cocatalizadores y catalizadores. entre ellos, los materiales de óxido compuestos de zirconio y solución sólida de hafnio se usan como cocatalizadores y son materiales de revestimiento muy importantes. Además, las soluciones sólidas de zirconio y hafnio también se utilizan ampliamente en materiales de sensores, materiales de pulido, pilas de combustible, materiales estructurales, cerámica de alta resistencia y otros campos.
4. virola de cerámica del conector de fibra óptica
Los polvos nano-ysz se pueden usar para fabricar férulas de fibra cerámica de tierras raras (agujas de precisión) para conectores de fibra óptica debido a sus excelentes propiedades mecánicas, estabilidad química y extremadamente alta precisión. sleeve es el dispositivo pasivo de fibra óptica más utilizado en la red de fibra óptica y es una parte importante de la construcción de la infraestructura de la red de información.
5. productos de terminal móvil
Con el advenimiento de nuevos métodos de transmisión como la carga inalámbrica y 5g, la banda de frecuencia inalámbrica se vuelve cada vez más compleja y el blindaje del chasis metálico se convertirá en un importante cuello de botella. la antena de 5 g, que es estrictamente necesaria para el diseño, necesita cambiar el material existente de la carcasa de metal. la cerámica y el vidrio se convertirán en soluciones opcionales. al mismo tiempo, los materiales metálicos también son muy hostiles para la tecnología de carga inalámbrica. Debido a que la mayoría de las tecnologías actuales de carga inalámbrica utilizan materia prima de ondas electromagnéticas, el metal puede causar interferencia a las ondas electromagnéticas, lo que reduce en gran medida la eficiencia de carga. los materiales alternativos incluyen plásticos, vidrio y cerámica. los plásticos son propensos a arañazos y el vidrio es frágil. los materiales cerámicos van penetrando gradualmente en la apariencia de los teléfonos inteligentes debido a sus excelentes propiedades físicas.
6. crisol
en la fundición de metales preciosos y aleaciones raros y refractarios, debido a la necesidad de calentar a una temperatura más alta, el material general es difícil de cumplir con los requisitos, y el crisol hecho de zirconia se puede calentar a 2430oc. la zirconia se convierte en el material preferido para el crisol utilizado en condiciones de alta temperatura.
7. herramientas especiales
los cortadores de cerámica se usaron a principios del siglo XX, pero su uso fue limitado por su fragilidad. en los últimos años, con el avance de los materiales compuestos de zirconia nanocompuestos, su dureza ha mejorado mucho. los cuchillos de cerámica se han expandido desde la industria aeroespacial y otros campos de alta tecnología hasta los cuchillos de cerámica industriales y ahora se usan ampliamente en la vida diaria. el óxido de circonio se puede procesar en varios tipos de herramientas. tiene las ventajas de las herramientas de metal tradicionales, pero también tiene las ventajas de no herrumbre, salud, resistencia al desgaste, etc., conocido como acero cerámico.
8. pila de combustible
Los electrolitos a base de zirconio para las pilas de combustible de óxido sólido son los materiales electrolíticos más ampliamente utilizados y más estudiados en sofc. el material de electrolito basado en zro2 cúbicamente estabilizado tiene una conductividad iónica muy grande, mantiene una buena estabilidad química a altas temperaturas, en atmósferas oxidantes y reductoras, y tiene propiedades de conducción de iones de oxígeno puro en un amplio rango de presiones parciales de oxígeno, mientras que debido a su buena resistencia mecánica de procesamiento, puede convertirse en un electrolito de membrana densa. por lo tanto, satisface casi todos los requisitos de las pilas de combustible de óxido sólido y se convierte en la primera opción para la preparación de electrolitos sofcos. es el componente central de las células de combustible de óxido sólido.
9. piezas mecánicas especiales
la fragilidad de los materiales cerámicos limita su desarrollo de aplicaciones. La nano-cerámica es una forma muy importante de resolver la fragilidad de la cerámica. los experimentos han demostrado que la fase tetragonal zro2 se puede transformar en una fase monoclínica para generar micro grietas y tensiones residuales para endurecer la cerámica. nano-zro2 puede aumentar significativamente la resistencia de la temperatura ambiente y el factor de intensidad de tensión de la cerámica, de modo que la dureza cerámica se puede duplicar. el zirconio nanocompuesto especial ultra resistente se usa ampliamente en rodamientos, casquillos, rodamientos de bolas, alojamientos y otros campos.
10. materiales refractarios
debido a su alto punto de fusión, baja conductividad térmica y propiedades químicas estables, la zirconia se usa comúnmente como material refractario. Los refractarios hechos de nanozirconia tienen ventajas más obvias, resistencia a altas temperaturas (hasta 2200 ° c), alta resistencia, buen aislamiento térmico y excelente estabilidad química. se utilizan principalmente en entornos con temperaturas de funcionamiento superiores a 2000 ° c.
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