Milyen szerepet játszik a yttria a cirkónium -oxid stabilizálásában?

Hé! A cirkónium -oxid szállítójaként rengeteg kérdést kaptam a yttria -ról és annak szerepéről a cirkónium -oxid stabilizálásában. Tehát azt hittem, leülök és megírom ezt a blogot, hogy mindent lebonthassak az Ön számára.

Először beszéljünk egy kicsit a cirkónium -oxidról. A cirkónium -oxid, más néven cirkónium -os, sokoldalú anyag. Mindenféle iparban, a gyártásból használjákCirkónium -oxid kerámiaA nagy teljesítményű alkalmazásokhoz, hogy kulcsfontosságú elem legyen a fogkoronákban. Van néhány csodálatos tulajdonsága, mint például a nagy keménység, a jó kémiai ellenállás és a kiváló hőstabilitás. De itt van a fogás: a cirkónium -oxid fázisátalakuláson megy keresztül, amikor a hőmérséklet megváltozik, és ez bizonyos esetekben repedéshez és kudarchoz vezethet.

Itt jön be a yttria. A yttria a yttrium -oxid (y₂o₃), és döntő szerepet játszik a cirkónium -oxid stabilizálásában. Amikor a yttria -t hozzáadja a cirkónium -oxidhoz, ez elősegíti a cirkónium -oxid fázisának ellenőrzését a hőmérséklet széles tartományában.

Szobahőmérsékleten tiszta cirkónium -oxid létezik egy monoklinikus fázisban. Ahogy a hőmérséklet emelkedik, 1170 ° C körüli tetragonális fázisgá alakul, majd még magasabb hőmérsékleten (kb. 2370 ° C) köbös fázisba alakul. Ezt a fázisátalakítást egy térfogatváltozás kíséri, amely belső feszültségeket okozhat az anyagban. Ha ezek a feszültségek túl magasak, akkor repedésekhez és végül a cirkónium -oxid komponens meghibásodásához vezethetnek.

A yttria hozzáadásával stabilizálhatjuk a cirkónium -oxid tetragonális vagy köbméteres fázisait alacsonyabb hőmérsékleten. Yttria dopperánsként működik. Amikor az yttria feloldódik a cirkónium -oxid rácsban, akkor oxigénüregeket hoz létre. Ezek az oxigénüregek elősegítik a fázis -átalakulás során bekövetkező szerkezeti változásokat, csökkentve a térfogatváltozást és megakadályozva a repedést.

Vessen egy pillantást arra, hogy ez mikroszkopikus szinten működik. A yttrium -ionok (Y³⁺) eltérő méretűek a cirkónium -ionokhoz képest (ZR⁴⁺). Amikor yttria -t adnak a cirkónium -oxidhoz, a yttrium -ionok helyettesítik a rácsban lévő cirkónium -ionokat. Mivel az yttriumnak +3 töltése van, a cirkónium pedig +4 töltéssel rendelkezik, hogy fenntartsák a töltés semlegességét, oxigén üresedéseket hoznak létre. Ezek az oxigénüregek mozoghatnak a rácsban, és segíthetnek enyhíteni azokat a feszültségeket, amelyek egyébként felhalmozódnának a fázisátalakítás során.

Különböző mennyiségű yttria van hozzáadva a cirkónium -oxidhoz, és mindegyik mennyiség eltérő tulajdonságokat ad. Például, ha körülbelül 3 mol% yttria -t adunk hozzá, akkor megkapjuk az úgynevezett 3y - TZP -t (3 mol% yttria - tetragonális cirkóniumi polikristály). Ez az anyag kiváló mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik, beleértve a nagy szilárdságot és a keménységet. A tetragonális fázis szobahőmérsékleten metastabil 3y - TZP -ben. Amikor az anyag stressz alatt van, a tetragonális fázis átalakulhat a monoklinikus fázisba. Ezt az átalakítást egy kis térfogat -bővítés kíséri, amely segít megállítani a repedések terjedését. Olyan, mintha az anyagnak saját beépítése van - repedésben - megállító mechanizmus.

Másrészt, ha nagyobb mennyiségű yttria -t adunk hozzá, mondjuk 8 mol%, akkor stabilizálhatjuk a cirkónium -oxid köbös fázisát szobahőmérsékleten. A köbös cirkónium -dioxid (CZ) jól ismert, hogy ékszerekben gyémántpótlóként használják. Nagy törésmutatója van, hasonlóan a gyémánthoz, és nagyon kemény és karcos - ellenálló.

A yttria -stabilizált cirkónium -oxid használatának előnyei számosak. Az orvosi területen a fogászati ​​implantátumokban és a protetikában használják biokompatibilitása, erőssége és esztétikai tulajdonságai miatt. Az ipari szektorban,Cirkónium -oxid kerámiaYttria -ból - stabilizált cirkónium -oxidból készülnek vágószerszámok, csapágyak és kopás - ellenálló alkatrészek. Ez képes ellenállni a magas hőmérsékleteknek és a durva környezetnek, ideálissá téve ezekhez az alkalmazásokhoz.

Az energiaiparban az yttria -stabilizált cirkónium -oxidot használják elektrolitként szilárd oxid üzemanyagcellákban (SOFC). A yttria -dopping által létrehozott oxigénüregek lehetővé teszik az oxigén -ionok vezetését az anyagon keresztül, amely elengedhetetlen az üzemanyagcella működéséhez.

Most beszéljünk részletesebben néhány alkalmazásról. ACirkóniumhuzal, Yttria - stabilizált cirkónium -oxid felhasználható a huzal mechanikai tulajdonságainak javítására. A stabilizált cirkónium -oxid a huzalt rezisztensebbé teheti a deformációnak és a törésnek, ami fontos azokban az alkalmazásokban, ahol a huzalnak ellenállnia kell a feszültségnek vagy a hajlításnak.

-RaASTM B550 cirkónium ötvözet, Yttria - A stabilizált cirkónium -oxid javíthatja a rúd teljesítményét a magas hőmérsékleten és a magas stressz környezetben. A rúd felhasználható különféle ipari alkalmazásokban, például kémiai feldolgozó üzemekben vagy repülőgép -alkatrészekben.

Cirkónium -oxid -szállítójaként első kézből láttam azt a hatást, amelyet a Yttria - stabilizált cirkónium -oxidnak lehet gyakorolni a különböző termékekre. Különféle cirkónium -oxid -termékeket kínálunk, amelyek különböző szintű yttria -doppingtal rendelkeznek, hogy megfeleljenek ügyfeleink konkrét igényeinek. Függetlenül attól, hogy orvosi, ipari vagy energiaágazatban tartózkodik, a megfelelő cirkónium -oxid anyagot biztosíthatjuk Önnek az Ön alkalmazásához.

Ha érdekli, hogy többet megtudjon a cirkónium -oxid -termékeinkről, vagy bármilyen kérdése van a Yttria -ról - stabilizált cirkónium -oxiddal kapcsolatban, nyugodtan lépjen fel. Mindig örülünk, hogy beszélgetünk arról, hogy termékeink hogyan illeszkedhetnek a projektjeibe. Függetlenül attól, hogy szükség van egy kis mintára a teszteléshez, akár egy nagy méretarányos előállításhoz, itt vagyunk, hogy segítsünk.

Összegezve: a yttria alapvető összetevő a cirkónium -oxid stabilizálásában. Segít a tiszta cirkónium -oxid korlátozásainak leküzdésében, a fázis -transzformáció szabályozásával és annak mechanikai és termikus tulajdonságainak javításával. A yttria és a cirkónium -oxid kombinációja széles körű alkalmazást nyitott a különböző iparágakban, a magas technikai elektronikától a mindennapi ékszerekig. Tehát, ha a cirkónium -oxid termékek piacán tartózkodik, ne hagyja figyelmen kívül a jttriát - stabilizált lehetőségek fontosságát.

Referenciák

1. RC Garvie, RHJ Hannink és RT Pascoe, „A stressz által átalakított kerámia - indukált martenzitikus átalakulás”, Nature, Vol. 258, 703–704. Oldal, 1975.
2. WD Kingery, HK Bowen és Dr. Uhlmann, Bevezetés a Ceramics -ba, 2. kiadás. Wiley, 1976.
3. JS Reed, A kerámia feldolgozás alapelvei, 2. kiadás. Wiley, 1995.