io. panoramica di zirconio nanocomposito
l'ossido di zirconio (zro2) è un materiale non metallico inorganico con resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, resistenza all'usura e basso coefficiente di dilatazione termica. è naturalmente presente sotto forma di zircone obliquo monoclino a fase. in circostanze normali, zro2 ha tre forme cristalline ed è un ossido di conversione di fase policristallino. a temperatura ambiente, è una fase monoclina. quando è superiore a 1000 ° c, la fase tetragonale si forma gradualmente fino a quando non vi è solo una fase tetragonale a 2370 ° c, e una temperatura superiore a 2370 ° c al punto di fusione è una fase cubica.
in generale, l'ossido di zirconio, che può mantenere una fase tetragonale o cubica a temperatura ambiente dopo l'aggiunta di uno stabilizzante, viene indicato come una zirconia composita o polvere di zirconia composita, ed è anche indicato come zirconia semi-stabilizzata e stabilizzata. stabilizzatori comuni sono y2o3, ceo, cao.
ii. le prestazioni della zirconia nano-composita
1. proprietà fisiche: alta resistenza, alta temperatura, usura, autolubrificante, isolamento, isolamento, coefficiente di espansione può essere regolato.
2. proprietà chimiche: anti-corrosione, alta conducibilità di ioni di ossigeno.
3. nano-prestazioni: ampia superficie, forte capacità di stoccaggio dell'ossigeno.
iii. l'applicazione di zirconia nano-composita
la nano-zirconia è caratterizzata da resistenza agli attacchi chimici e all'erosione dei microrganismi. è un materiale ceramico drogato con ossidi metallici che è acido, alcalino, ossidativo e riducibile. dopo essere stato drogato con un ossido di zirconio stabile, è meccanicamente, termicamente ed elettromagneticamente. le proprietà ottiche e ottiche hanno anche buone proprietà e hanno anche importanti applicazioni nelle proprietà catalitiche.
1. materiale per protesi
nano-zro2 può aumentare significativamente la resistenza della temperatura ambiente e il fattore di intensità dello stress della ceramica, in modo che la tenacità della ceramica possa essere raddoppiata. il materiale composito bioceramico preparato da nano-zro2 ha buone proprietà meccaniche, stabilità chimica e biocompatibilità ed è un promettente materiale composito bioceramico, specialmente nei materiali dentali e nelle articolazioni artificiali. in quanto eccellente ceramica bio-inerte, presenta un'eccellente stabilità chimica sia come protesi sia come impianto e soddisfa pienamente lo standard di un materiale di restauro dentale.
2. Sensore di ossigeno
il sensore in zirconia ha una buona conducibilità e svolge un ruolo importante nel controllo dello scarico dell'automobile e della combustione della caldaia della centrale elettrica. il sensore dell'ossigeno di zirconio è il sensore dell'ossigeno più maturo e più produttivo. è uno dei componenti chiave nel sistema di controllo delle emissioni dei veicoli. le sue caratteristiche di uscita del segnale influenzano direttamente il risparmio di carburante e il controllo delle emissioni del motore.
3. additivi per catalizzatori di purificazione di gas di scarico di automobili
i catalizzatori per la purificazione dei gas di scarico per autotrazione sono generalmente costituiti da tre componenti: trasportatori, cocatalizzatori e catalizzatori. tra questi, i materiali di ossido composito in soluzione solida allo zirconio e afnio sono usati come co-catalizzatori e sono materiali di rivestimento molto importanti. inoltre, le soluzioni solide di zirconio e afnio sono ampiamente utilizzate anche nei materiali dei sensori, nei materiali di lucidatura, nelle celle a combustibile, nei materiali strutturali, nelle ceramiche ad alta resistenza e in altri campi.
4. Puntale in ceramica con connettore per fibra ottica
Le polveri nano-ysz possono essere utilizzate per fabbricare puntali in fibra ceramica in terre rare (aghi di precisione) per connettori in fibra ottica a causa delle loro eccellenti proprietà meccaniche, stabilità chimica ed estremamente alta precisione. sleeve è il dispositivo passivo in fibra ottica più utilizzato nella rete in fibra ottica ed è una parte importante della costruzione dell'infrastruttura della rete di informazioni.
5. prodotti terminali mobili
con l'avvento di nuovi metodi di trasmissione come il 5g e la ricarica wireless, la banda di frequenza wireless sta diventando sempre più complessa e la schermatura del telaio metallico diventerà un importante collo di bottiglia. l'antenna 5g, che è strettamente necessaria per il layout, ha bisogno di cambiare il materiale della carcassa metallica esistente. la ceramica e il vetro diventeranno soluzioni opzionali. allo stesso tempo, i materiali metallici sono anche molto ostili per la tecnologia di ricarica wireless. Poiché la maggior parte delle attuali tecnologie di ricarica wireless utilizzano materie prime a onda elettromagnetica, il metallo può causare interferenze con le onde elettromagnetiche, il che riduce notevolmente l'efficienza di ricarica. materiali alternativi includono plastica, vetro e ceramica. le materie plastiche sono soggette a graffi e il vetro è fragile. i materiali ceramici stanno gradualmente penetrando nell'aspetto degli smartphone a causa delle loro eccellenti proprietà fisiche.
6. crogiolo
nella fusione di metalli e leghe preziose rare e refrattarie, a causa della necessità di riscaldare a una temperatura più elevata, il materiale generale è difficile da soddisfare i requisiti, e il crogiolo fatto di zirconia può essere riscaldato a 2430oc. la zirconia diventa il materiale preferito per il crogiolo utilizzato in condizioni di alta temperatura.
7. strumenti speciali
i tagliatori di ceramica furono usati all'inizio del XX secolo, ma il loro uso era limitato dalla loro fragilità. negli ultimi anni, con l'avanzamento dei materiali compositi in zirconia nano-composita, la sua tenacità è notevolmente migliorata. coltelli in ceramica si sono espansi dall'industria aerospaziale industriale e altri settori high-tech ai coltelli ceramici industriali e sono ora ampiamente utilizzati nella vita quotidiana. l'ossido di zirconio può essere trasformato in vari tipi di strumenti. ha i vantaggi dei tradizionali utensili in metallo, ma ha anche i vantaggi di assenza di ruggine, salute, resistenza all'usura, ecc., noto come acciaio ceramico.
8. cella a combustibile
Gli elettroliti a base di zirconio per le celle a combustibile ad ossidi solidi sono i materiali elettrolitici più utilizzati e più studiati in sofc. il materiale elettrolitico a base di zro2 stabilizzato cubicamente ha una conduttività ionica molto grande, mantiene una buona stabilità chimica ad alte temperature, in atmosfere ossidanti e riducenti, e ha proprietà conduttive di ossigeno puro su un'ampia gamma di pressioni parziali dell'ossigeno, pur avendo dovuto buona resistenza meccanica, può essere trasformata in un denso elettrolito a membrana. pertanto, soddisfa quasi tutte le esigenze delle celle a combustibile a ossido solido e diventa la prima scelta per la preparazione di elettroliti morbidi. è il componente principale delle celle a combustibile a ossidi solidi.
9. parti meccaniche speciali
la fragilità dei materiali ceramici limita il suo sviluppo applicativo. la nano-ceramica è un modo molto importante per risolvere la fragilità della ceramica. esperimenti hanno dimostrato che la fase tetragonale di zro2 può essere trasformata in una fase monoclina per generare micro-incrinature e tensioni residue per indurire la ceramica. nano-zro2 può aumentare significativamente la resistenza della temperatura ambiente e il fattore di intensità dello stress della ceramica, in modo che la tenacità della ceramica possa essere raddoppiata. lo zircone nano-composito ultra-resistente speciale è ampiamente usato in cuscinetti, boccole, cuscinetti a sfera, alloggiamenti e altri campi.
10. materiali refrattari
a causa del suo alto punto di fusione, bassa conduttività termica e proprietà chimiche stabili, la zirconia è comunemente usata come materiale refrattario. i refrattari a base di nano-zirconia presentano vantaggi più evidenti, resistenza alle alte temperature (fino a 2200 ° c), alta resistenza, buon isolamento termico ed eccellente stabilità chimica. sono utilizzati principalmente in ambienti con temperature operative superiori a 2000 ° c.
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