阿根氧化锆的种类和特点是什么?
氧化锆陶瓷是采用等静压工艺加工而成,在高温高速下形成均匀、致密且表面光滑的陶瓷层及过渡层。因为制作工艺先进,成本较高,适合精密陶瓷件采用,而且其耐磨性比其他陶瓷棒要更坚固,一般用作高耐磨场所。
氧化锆陶瓷金属化是用耐高温强力粘胶将陶瓷棒粘贴在金属内壁,经加温固化后形成牢固防磨层。该种产品制作工艺相对简单,制作周期短,成本相对较低。技术规格:明睿陶瓷拥有各种尺寸的陶瓷棒,也可以根据客户需要定制生产。金属化陶瓷棒基本上不受大小限制,直径从0.5mm到160mm,甚至更大都可以生产。
陶瓷棒打孔是用耐高温强力粘胶将中间带孔的陶瓷棒粘贴在金属内壁,同时配合点焊工艺透过小孔将陶瓷牢固地焊接在钢套内壁。为保护焊点,上面再旋上陶瓷盖帽。每根瓷棒不但互相靠紧,而且每根都形成相应角度,使瓷棒之间紧密连接,无缝隙;当一圈的最后一根紧密嵌入后,瓷块棒之间形成360的机械自锁力。该种产品制作工艺相对复杂,制作周期较长,成本较高。
氧化锆陶瓷性能:纯ZrO2为白色,含杂质时呈黄色或灰色,一般含有HfO2,不易分离。世界上已探明的锆资源约为1900万吨,氧化锆通常是由锆矿石提纯制得。在常压下纯ZrO2共有三种晶态:单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2)、四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2)和立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2),上述三种晶型存在于不同的温度范围,并可以相互转化:
温度 密度
单斜(Monoclinic)氧化锆(m-ZrO2) <950℃ 5.65g/cc
四方(Tetragonal)氧化锆(t-ZrO2) 1200-2370℃ 6.10g/cc
立方(Cubic)氧化锆(c-ZrO2) >2370℃ 6.27g/cc
上述三种晶态具有不同的理化特性,在实际应用为获得所需要的晶形和使用性能,通常加入不同类型的稳定剂制成不同类型的氧化锆陶瓷,如部分稳定氧化锆(partially stabilized zirconia,PSZ),当稳定剂为CaO、 MgO、Y2O3时,分别表示为Ca-PSZ、 Mg-PSZ、 Y-PSZ等。由亚稳的t- ZrO2组成的四方氧化锆称之为四方氧化锆多晶体陶瓷(tetragonal zirconia polycrysta,TZP)。当加入的稳定剂是Y2O3 、CeO2,则分别表示为Y-TZP、Ce-TZP等。
氧化锆陶瓷应用:
在结构陶瓷方面,由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性,优异的隔热性能,热膨胀系数接近于钢等优点,因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、服装纽扣、表壳及表带、手链及吊坠、滚珠轴承、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。
在功能陶瓷方面,其优异的耐高温性能作为感应加热管、耐火材料、发热元件使用。氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数,主要应用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)和高温发热体等领域。ZrO2具有较高的折射率(N-21^22),在超细的氧化锆粉末中添加一定的着色元素(V2O5, MoO3, Fe2O3等),可将它制成多彩的半透明多晶ZrO2材料,像天然宝石一样闪烁着绚丽多彩的光芒,可制成各种装饰品。另外,氧化锆在热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域正得到广泛应用。
优势:氧化锆陶瓷较金属,它的硬度很高,耐磨,耐腐蚀,也比金属耐高温,其高温性能是金属无法比拟的,至于用途主要看需求。
氧化锆陶瓷必将取代传统金属成为各大行业新宠,高性能决定了这点。据国家部门预测氧化锆将来的市场是万亿级别,前景广阔,目前已有大批行业都采用氧化锆作为第一材质。
熔点为2715℃,
纯铁
的熔点应该是1534℃。一般金属会先于氧化锆熔化。
如果你加热的温度可以达到金属的熔点以上,是可以烧结在一起的。当烧结的温度很高时,金属熔化并于氧化锆达到分子级的接触,之间形成分子键,仅靠
极性键
和
范德
化力就可以粘接的很牢固。
陶瓷材料已经成为一个十分庞大的家族,其分类也可依照不同的标准进行。
按性能分类:功能陶瓷、结构陶瓷
按用途分类:水泥、耐火材料、玻璃
按成分分类:氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、硅化物陶瓷
先进陶瓷材料:
所有采用无机原料做成的材料都成为陶瓷材料
主要区别:(1)原料不同,大部分采用人工合成原料;
(2)在制备、成型技术与烧结工艺方面有重大革新
(3)材料的成分包括碳化物、氮化物、硼化物等
(4)材料的性能有大幅度的提高,主要应用于高科技领域。
先进陶瓷材料按其应用领域的不同可以分为工程陶瓷、功能陶瓷和生物陶瓷三大类。
工程陶瓷:主要包括氧化物类、氮化物类和碳化物
用于制造刀具和耐磨件,高温热电偶保护管及坩埚,集成电路基片和多层封装管壳及高频绝缘瓷体等,其用量约占结构陶瓷的一半以上。
氧化铝陶瓷(Al2O3):氧化铝含量在85%以上的材料统称为氧化铝陶瓷,含量在99%以上的称为刚玉陶瓷。氧化铝的熔点高达2050℃,很高的硬度(莫氏硬度为九级),弹性模量为390GPa,很好的绝缘性能和低的介电常数。
主要用途:现代陶瓷可用做量具,陶瓷密封件、陶瓷刃具以及陶瓷替代金属的零部件等。
半球面型特种陶瓷片镶嵌在特种橡胶内,形成既耐磨损又耐打击的坚固的防磨层。广泛适用于火力发电厂的输煤系统及冶金、钢铁系统的烧结厂的输料、配料系统的料斗、料仓等落差高、冲击大的部位上。
电子陶瓷95、99氧化铝陶瓷,可用于各种规格的电真空陶瓷管壳及金属化和釉化产品。为生产电真空器件的厂家提供电气性能、机械性能优越的配套瓷件。
氧化锆粉体经压制成型并经过高温烧结也可以制成陶瓷,称为氧化锆陶瓷,并非只是在陶瓷粉体中加入氧化锆粉体。
当氧化铝陶瓷(Al2O3)中加入ZrO2(非稳定ZrO2)粒子形成Al2O3+ZrO2(ZrO2增韧Al2O3)陶瓷时,则由于氧化锆(ZrO2)粒子转变诱发显微裂纹可使韧性显著提高。从氧化锆ZrO2含量及粒径对Al2O3+ZrO2陶瓷韧性的影响,可以看出,对应某一氧化锆ZrO2粒径有一个最佳ZrO2含量,即此时诱发裂纹密度较高,但又不相互连接。当氧化锆ZrO2过高时,形成相互连接裂纹而使韧性下降。
还可以看出,随氧化锆ZrO2粒子走私的增大,临界氧化锆ZrO2含量下降,说明大氧化锆ZrO2粒子诱发的裂纹尺寸大,容易相互连接形成危险裂纹。将氧化锆ZrO2的t-->m相变韧化作用及由于t-->m相变而派生出来的显微裂纹韧化与残余应韧化作用引入Al2O3等基体,可使其韧性得到显著提高。氧化锆ZrO2增韧氧化铝Al2O3基体复合材料的性能与ZrO2含量的关系。
增加陶瓷韧性的主要方法:
(1)采用高纯、超细的粉末原料,改进成型和烧结工艺,从而获得结构致密、均匀的陶瓷材料。
(2)引入细小弥散分布的第二相颗粒,实现颗粒增强与增韧,其主要原理是利用两相膨胀系数的差异,在基体与第二相之间产生一个压应力,使裂纹尖端的张应力得到缓解。
(3)通过相变增韧。利用陶瓷在相变时产生的体积变化,在受到应力时诱发相变,由于产生体积变化而产生压应力,这种压应力正好抵消了裂纹尖端的拉应力从而使断裂韧性提高。
(4)纤维增强与增韧。在陶瓷中加入另一种结构上更加完好的陶瓷晶须。由于在裂纹扩展时需要把断裂面上的晶须拔出,使得阻力增加而断裂韧性增加。
1、陶瓷表面金属化属于陶瓷烧制工艺比较难掌握;
2、使用性钎料表面形金属层再进行其式钎焊
见工艺选定箔状钎料包覆经酸洗等工艺处理陶瓷需焊接部位(真空)加压加热陶瓷表面形金属层
陶瓷与金属的焊接中的陶瓷基本上指的是人工将各种金属、氧、氮、碳等合成的新型陶瓷。其具有高强度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、超硬度等特性,而得到广泛应用;常用的有氧化铝、氮化硅、氧化锆陶瓷等。
二,陶瓷与金属焊接的难点
1,陶瓷的线膨胀系数小,而金属的线膨胀系数相对很大,导致接易开裂。一般要很好处理金属中间层的热应力问题。
2,陶瓷本身的热导率低,耐热冲击能力弱。焊接时尽可能减小焊接部位及周围的温度梯度,焊后控制冷却速度。
3,大部分陶瓷导电性差,甚至不导电,很难用电焊的方法。为此需采取特殊的工艺措施。
4,由于陶瓷材料具有稳定的电子配位,使得金属与陶瓷连接不太可能。需对陶瓷金属化处理或进行活性钎料钎焊。
5,由于陶瓷材料多为共价晶体,不易产生变形,经常发生脆性断裂。目前大多利用中间层降低焊接温度,间接扩散法进行焊接。
6,陶瓷与金属焊接的结构设计与普通焊接有所区别,通常分为平封结构、套封结构、针封结构和对封结构,其中套封结构效果最好,这些接头结构制作要求都很高。
三,陶瓷与金属焊接的通用工艺
1,清洗:金属和钎料的表面必须清洗干净,陶瓷常用洗净剂加超声清洗。
2,涂膏:膏剂大多由纯金属粉末和适当的金属氧化物粉末组成,颗粒度大都在1~5um之间,用有机粘结剂调制成具有一定粘度的膏剂。然后用粉刷工具将膏剂均匀涂在陶瓷待金属化表面上,涂层厚度一般为30~60um。
3,金属化:将涂好膏剂伪陶瓷件送入氢炉中,在1300~1500℃的温度下保温1h。
4,镀镍:为了更好的钎料润湿,在金属化层上再电镀一层厚约5um的镍层。当钎焊温度低于1000℃时,则电镀层还需在1000℃氢炉中预烧结15~20min。
5,装架:把处理好的金属件和陶瓷件用不锈钢、石墨、陶瓷模具装配成整体,并在接缝处装上钎科;在整个操作过程中待焊接件应保持清洁,不得用裸手触摸。
6,钎焊:在通有氩气的炉中或通有氢气的炉中或真空炉中进行钎焊,其温度选择,升温速度选择等要根据所使用的钎料特性决定,特别注意的是降温速度不得过快,以防止陶觉件由于温度应力而开裂。
7,焊后检验:陶瓷与金属焊接后,首先肉眼观测合格后,再根据技术文件要求进行必要的检测。