je. aperçu de la zircone nanocomposite
L'oxyde de zirconium (zro2) est un matériau inorganique non métallique résistant aux hautes températures, résistant à la corrosion, résistant à l'usure et à faible coefficient de dilatation thermique. il est naturellement présent sous forme de phase oblique de zircon oblique. dans des circonstances normales, zro2 a trois formes cristallines et est un oxyde de conversion de phase polycristallin. à température ambiante, il s'agit d'une phase monoclinique. quand elle est supérieure à 1000 ° C, la phase tétragonale se forme progressivement jusqu'à ce qu'il n'y ait plus qu'une phase tétragonale à 2370 ° C et qu'une température supérieure à 2370 ° C au point de fusion soit une phase cubique.
en général, l'oxyde de zirconium, qui peut maintenir une phase tétragonale ou cubique à la température ambiante après l'addition d'un stabilisant, est appelé poudre de zircone composite ou de zircone composite et est également appelé zircone semi-stabilisée et stabilisée. Les stabilisants courants sont y2o3, ceo et cao.
ii. les performances de la zircone nano-composite
1. propriétés physiques: haute résistance, haute température, usure, autolubrifiant, isolation, isolation, le coefficient de dilatation peut être ajusté.
2. propriétés chimiques: anti-corrosion, conductivité élevée des ions d'oxygène.
3. nano-performance: grande surface, forte capacité de stockage d'oxygène.
iii. l'application de zircone nano-composite
La nano-zircone se caractérise par une résistance aux attaques chimiques et à l'érosion des micro-organismes. c'est un matériau céramique dopé avec des oxydes métalliques acides, alcalins, oxydants et réductibles. après avoir été dopé avec un oxyde de zirconium stable, il est mécaniquement, thermiquement et électromagnétiquement. Les propriétés optiques et optiques ont également de bonnes propriétés et ont également des applications importantes dans les propriétés catalytiques.
1. matériel de prothèse dentaire
Le nano-zro2 peut augmenter de manière significative la résistance à la température ambiante et le facteur d'intensité de contrainte de la céramique, de sorte que la ténacité de la céramique peut être doublée. le matériau biocéramique composite préparé par nano-zro2 présente de bonnes propriétés mécaniques, une stabilité chimique et une biocompatibilité, et est un matériau composite biocéramique prometteur, en particulier dans les matériaux dentaires et les articulations artificielles. En tant qu'excellente céramique bio-inerte, elle présente une excellente stabilité chimique à la fois en tant que prothèse et d'implant, et répond pleinement aux normes d'un matériau de restauration dentaire.
2. sonde à oxygène
le capteur en zircone a une bonne conductivité et joue un rôle important dans le contrôle de l'échappement de l'automobile et de la combustion de la chaudière de la centrale. Le capteur d'oxygène à base de zircone est le capteur d'oxygène le plus mature et le plus productif. c'est l'un des composants clés du système de contrôle des émissions des véhicules. ses caractéristiques de sortie du signal affectent directement l'économie de carburant et le contrôle des émissions du moteur.
3. additifs de catalyseur de purification de gaz d'échappement d'automobile
Les catalyseurs de purification des gaz d'échappement des véhicules automobiles sont généralement constitués de trois composants: des supports, des cocatalyseurs et des catalyseurs. parmi ceux-ci, les oxydes composites à solution solide de zirconium et d'hafnium sont utilisés comme co-catalyseurs et sont des matériaux de revêtement très importants. En outre, les solutions solides de zirconium et de hafnium sont également largement utilisées dans les matériaux de détection, les matériaux de polissage, les piles à combustible, les matériaux de structure, les céramiques à haute résistance et d'autres domaines.
4. ferrule en céramique de connecteur de fibre optique
Les poudres nano-ysz peuvent être utilisées pour fabriquer des ferrules en fibre de terre rare (aiguilles de précision) pour connecteurs de fibres optiques en raison de leurs excellentes propriétés mécaniques, de leur stabilité chimique et de leur très grande précision. sleeve est le dispositif passif de fibre optique le plus largement utilisé dans les réseaux de fibres optiques et constitue une partie importante de la construction de l'infrastructure du réseau d'information.
5. produits terminaux mobiles
Avec l'avènement de nouvelles méthodes de transmission telles que le 5g et le chargement sans fil, la bande de fréquence sans fil devient de plus en plus complexe et le blindage des châssis métalliques deviendra un obstacle majeur. L'antenne de 5g, strictement requise pour la mise en page, doit changer le matériau existant du boîtier métallique. la céramique et le verre deviendront des solutions optionnelles. dans le même temps, les matériaux métalliques sont également très hostiles pour la technologie de recharge sans fil. Comme la plupart des technologies de recharge sans fil actuelles utilisent des matières premières d'ondes électromagnétiques, le métal peut provoquer des interférences avec les ondes électromagnétiques, ce qui réduit considérablement l'efficacité de la charge. les matériaux alternatifs incluent le plastique, le verre et la céramique. les plastiques sont sujets aux rayures et le verre est fragile. Les céramiques pénètrent progressivement dans l’apparence des smartphones en raison de leurs excellentes propriétés physiques.
6. creuset
Dans la fusion de métaux précieux et d'alliages rares et réfractaires, en raison de la nécessité de chauffer à une température plus élevée, le matériau général est difficile à satisfaire aux exigences et le creuset en zircone peut être chauffé à 2430 ° C. la zircone devient le matériau préféré pour le creuset utilisé dans des conditions de température élevée.
7. outils spéciaux
des fraises en céramique ont été utilisées au début du 20e siècle, mais leur fragilité a limité leur utilisation. Ces dernières années, avec l'avancement des matériaux composites à base de zircone nano-composites, sa ténacité s'est grandement améliorée. Les couteaux en céramique sont passés de l'aérospatiale industrielle et d'autres domaines de haute technologie aux couteaux en céramique industriels et sont maintenant largement utilisés dans la vie quotidienne. l'oxyde de zirconium peut être transformé en divers types d'outils. Il présente les avantages des outils traditionnels en métal, mais il présente également les avantages de l'absence de rouille, de santé, de résistance à l'usure, etc., connu sous le nom d'acier céramique.
8. pile à combustible
Les électrolytes à base de zirconium pour piles à combustible à oxyde solide sont les matériaux d'électrolyte les plus utilisés et les plus étudiés dans les piles à combustible. le matériau électrolytique à base de zro2 à stabilisation cubique présente une très grande conductivité ionique, maintient une bonne stabilité chimique à haute température, dans des atmosphères oxydantes et réductrices, et possède des propriétés de conduction ionique pure sur une large gamme de pressions partielles d'oxygène. bonne résistance au traitement mécanique, il peut être transformé en un électrolyte à membrane dense. par conséquent, il répond à presque toutes les exigences des piles à combustible à oxyde solide et devient le premier choix pour la préparation d'électrolytes souples. c'est le composant central des piles à combustible à oxyde solide.
9. pièces mécaniques spéciales
la fragilité des matériaux céramiques limite son développement. Les nanocéramiques sont un moyen très important pour résoudre la fragilité de la céramique. des expériences ont montré que la phase tétragonale zro2 peut être transformée en une phase monoclinique pour générer des microfissures et des contraintes résiduelles pour durcir les céramiques. Le nano-zro2 peut augmenter de manière significative la résistance à la température ambiante et le facteur d'intensité de contrainte de la céramique, de sorte que la ténacité de la céramique peut être doublée. La zircone nanocomposite ultra-robuste spéciale est largement utilisée dans les roulements, les bagues, les roulements à billes, les boîtiers et autres domaines.
10. matériaux réfractaires
En raison de son point de fusion élevé, de sa faible conductivité thermique et de ses propriétés chimiques stables, la zircone est couramment utilisée comme matériau réfractaire. Les réfractaires à base de nano-zircone ont des avantages plus évidents, une résistance à haute température (jusqu'à 2200 ° C), une résistance élevée, une bonne isolation thermique et une excellente stabilité chimique. ils sont principalement utilisés dans des environnements avec des températures de fonctionnement supérieures à 2000 ° c.
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