开发一种新的,更强形式的钇稳定氧化锆- 2YSZ

氧化锆是一种具有有趣的化学和物理性质的多功能材料。当氧化锆用yttra稳定时,它可以在各种行业中有用,特别是对于需要高强度,磨损和抗骨折性的物理要求的工业应用。

多年来,3摩尔%的yTTRIA稳定的氧化锆(3YSZ)已在结构陶瓷应用中广泛使用,但现在来自yttra-zirconia家族的实际替代方案。

InnoyNano的2 Mol%YSZ(2SSZ)提供3YSZ的所有所需性质,以及增强裂缝韧性的额外益处,其较低的ytTria含量氧化锆。由于来自Innovnano的专有合成过程,2ASZ保持了优异的老化抗性和抗弯强度。

随着陶瓷行业的新发展,Innovnano的2苏斯作为结构陶瓷应用的一个很好的替代,无论是作为氧化锆增韧氧化铝/铝增韧氧化锆(ZTA/ATZ)和金属陶瓷中的氧化锆组分,还是作为一种现成的粉末。

结构的氧化锆陶瓷

如图1所示,氧化锆有趣的性质源于温度依赖性和复杂的相变。纯氧化锆在室温下以单斜相存在,并具有特殊的特性,包括优异的热机械强度,使这种材料适合于耐火材料的应用。

氧化锆在高于1175°C的温度下转变为四方相。这种转换对应于改变的性能,提供高的组件和弯曲强度,卓越的耐磨性和非凡的耐久性。

这些非常理想的性质使四方相适合于结构陶瓷在物理要求高的应用。当温度超过2370°C时,氧化锆可以转变为立方态,这通常用于珠宝中模仿钻石。

氧化锆发生相变

图1所示。氧化锆发生相变

虽然氧化锆的四方相非常受欢迎,但它需要高于1175°C的温度才能转变成这一相。因此,在一些应用中,在单斜氧化锆中加入稳定掺杂剂(例如氧化钇),在不增加温度的情况下触发相转变到四方氧化锆。

氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)是通过掺杂氧化锆的氧化钇。在ysz,一些zr4+在晶格中更换了略大的y3+离子。在室温下,YSZ表现出氧化锆四方相的所有理想性质(例如,高强度,骨折和耐磨性),适用于标准操作条件下的工程和工业应用。

2苏斯与3次3.SZ.

根据压制陶瓷片和氧化锆相所需的性能,添加的氧化钇量可以有所不同。一般来说,减少钇稳定剂的用量会增加断裂韧性,但会降低抗老化性和机械强度。

Innovnano的2YSZ为制造商提供了传统3YSZ的替代品。2YSZ兼具优异的断裂韧性、抗老化性和稳定性,同时保持较高的抗弯强度。

虽然2苏斯材料对陶瓷市场不起作用,但工业数量很难通过。然而,InnoyNano最近将此材料添加到使用其独特的乳液爆轰合成(EDS)制造方法制造的产品系列。

在德国的一个独立实验室里,已经对新粉末的老化和稳定性进行了检测,以确保较低的氧化钇含量不会对这些重要的结构陶瓷性能产生负面影响。

在盐水溶液中进行循环应力-应变老化试验(在2YSZ棒材上进行冷等静压(CIP)),所有试件均通过ISO 13356标准方法,在20 Hz下循环100万次而未出现故障。

EDS - 一种独特的合成方法

基于单步反应中的两个油乳液的爆炸,EDS方法是在全自动系统中的高压,温度和快速淬火的限定循环。EDS的活跃性质有助于氧化锆稳定化,这是由Innovnano的团队得到广泛测试的过程。

所得粉末具有纳米结构 - 由于较小的晶粒尺寸而具有增加的比表面积 - 这归因于增强硬度,弯曲强度,断裂韧性和抗热冲击的结构性能。

InnoyNano可以使用EDS控制合成陶瓷粉末的化学结构,形态,纯度和最终性质。该过程具有显着提高的质量,一致性和生产能力,以具有成本效益和有效的方式生产改进的粉末。

因此,来自Innovnano的纳米结构2YSZ粉末是一种高断裂韧性的结构陶瓷,可以替代目前的3 mol %当量。该粉末可用于单轴压和等静压(HIP/CIP),以生产高度稳定、坚固和耐用的涂层和部件。

进一步的可能性

Innovnano的EDS过程为创新陶瓷粉末提供更多的可能性。例如,2苏斯也可以作为氧化锆 - 氧化铝(ZTA / ATZ)的组分。这些复合陶瓷材料含有分散在YSZ基质(ATZ)的欧洲杯足球竞彩氧化铝颗粒,或氧化锆(以YSZ的形式)分欧洲杯猜球平台散在氧化铝基质(ZTA)中。

所得物质从两种材料的最佳性能下降,组合,以及在一些情况下增强,这些特征。欧洲杯足球竞彩通常,ATZ / ZTA更难,而且比YSZ的更难,有时,它更适合于基于应用类型。在Innovnano,EDS流程可用于通过Innovnano的单一步骤共同爆炸生产ATZ / ZTA。

这使得实现单一材料的所有特性和好处成为可能——无论是从EDS、由此产生的纳米结构和YSZ本身,还是复合材料的组合。除ATZ/ZTA外,2YSZ还适合作为其他陶瓷和陶瓷复合材料的氧化锆相。

结论

InnoyNano的专有EDS方法提供纳米结构2SZ,具有含有高氧化钇的YSZ的稳定性和含低yTTRIA的YSZ的断裂韧性,在两个主要的结构陶瓷需求之间引起平衡。这种独特的性能组合为涂层和陶瓷部件制造商提供了令人兴奋的新开发,特别是在先进的工程和工业应用中。

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    Innovnano。(2019年8月20日)。开发一种新的,更强烈的氧化钇稳定的氧化锆 - 2苏斯。Azom。从6月22日,2021年6月22日从//www.wireless-io.com/article.aspx?articled=13656中检索。

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    Innovnano。“开发一种新的,更强形式的钇稳定氧化锆- 2YSZ”。氮杂.2021年6月22日。

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    Innovnano。“开发一种新的,更强形式的钇稳定氧化锆- 2YSZ”。Azom。//www.wireless-io.com/article.aspx?articleId=13656。(访问2021年6月22日)。

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    Innovnano。2019年。开发一种新的,更强形式的钇稳定氧化锆- 2YSZ.AZoM, viewed June 22 2021, //www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=13656。

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