MgO-PSZ纳米粉体的制备

论文摘要

氧化锆因其优异的性能而成为耐火材料、高温结构材料和电子材料的重要原料。用它制成的定氧传感器广泛应用于钢铁行业,对于控制冶炼过程、提高钢的质量具有重大意义。本研究采用化学共沉淀法制备了稳定剂Mg0含量为8mo1%的ZrO2（MgO）纳米粉体,对其工艺过程进行了系统的研究,探讨了过滤方式、Zr4+浓度、干燥方式、沉淀剂种类、分散剂、溶剂和沉淀剂种类等因素的影响。得到以下结论：（1）过滤方法对粉体的物相和晶粒大小几乎没有影响,但离心过滤法制备的粉体颗粒更细,粉体分散性能更好。（2）采用低温烘箱干燥可制得粒度细、分散性好的粉体。（3）随着Zr4+离子浓度的增大,粉体粗化。当ZrOCl2溶液浓度为0.5mol/L时,能够制得纳米粉体。（4）加入适量的聚乙二醇可以有效地减少团聚,其作用相对乙醇洗涤效果更明显。（5）用乙醇和正丁醇混合液（体积比1：1）做溶剂和洗涤剂时制备的粉体颗粒较小,分散性能较好,团聚较少。（6）去离子水为溶剂时,氨水中添加0.5mol/L碳酸氢铵或碳酸铵能够制得分散性较好的粉体；乙醇和正丁醇混合液（体积比1：1）为溶剂时,采用最佳的沉淀剂组成,所制得的粉体晶粒尺寸、颗粒大小有所减小,且粉体的分散性能较好。（7）氨水和0.5mol/L的碳酸氨或者碳酸氢铵为沉淀剂时制得的粉体具有较好的烧结性能。尤其添加0.5mol/L碳酸氢铵时制备的粉体其烧结密度最大,气孔最少。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究目的及意义
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 文献综述
• 2.1 氧化锆基固体电解质概述
• 2.1.1 氧化锆的晶体结构特性
• 2.1.2 二氧化锆复合体的固溶机理
• 2的增韧作用'>2.1.3 四方ZrO₂的增韧作用
• 2（MgO）电解质的工作原理'>2.2 ZrO₂（MgO）电解质的工作原理
• 2.3 纳米二氧化锆粉体的制备
• 2.3.1 纳米二氧化锆粉体的性质
• 2.3.2 纳米二氧化锆粉体的制备方法
• 2.3.3 MgO-PSZ粉末的团聚及控制
• 2.4 氧化锆块体的制备方法
• 2.4.1 粉体成型
• 2.4.2 烧结
• 第3章 氧化锆粉体的制备
• 3.1 引言
• 3.2 实验原料及设备
• 3.2.1 实验原料
• 3.2.2 主要实验设备
• 3.3 粉末的制备
• 3.3.1 实验流程
• 3.3.2 性能测试
• 3.4 实验结果与讨论
• 3.4.1 过滤方法对粉体的影响
• 4+浓度对粉体的影响'>3.4.2 Zr⁴⁺浓度对粉体的影响
• 3.4.3 干燥方式对粉体的影响
• 3.4.4 分散剂对粉体的影响
• 3.4.5 溶剂对分散性能的影响
• 3.4.6 沉淀剂种类对粉体的影响
• 第4章 粉体的烧结性能研究
• 4.1 实验过程
• 4.1.1 粉末成型
• 4.1.2 烧结
• 4.2 性能检测方法
• 4.2.1 体积密度及气孔率的测定
• 4.2.2 试样收缩率的测定
• 4.2.3 SEM检测
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 体积密度和气孔率
• 4.3.2 试样收缩率
• 4.3.3 SEM分析结果
• 4.3.4 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 论文包含图、表、公式及文献