Значение фторцирконата аммония в развитии циркониевой керамики
Циркониевая керамика, как новый инженерный материал, широко известна благодаря своим исключительным свойствам, таким как высокая износостойкость, температурная стабильность, химическая инертность и прочность. При изготовлении циркониевой керамики незаменимую роль играет фторцирконат аммония – важнейшее сырье. В этой статье представлено подробное исследование применения и основных механизмов фторцирконата аммония при изготовлении циркониевой керамики.
Ⅰ. Методы изготовления и характеристики циркониевой керамики
Циркониевую керамику в основном получают различными методами, включая горячее изостатическое прессование, литье под давлением, коаксиальное формование и плазменное напыление. Среди них выделяется горячее изостатическое прессование благодаря высокой точности, превосходной плотности керамики и низким температурам спекания. Однако чистота диоксида циркония существенно влияет на качество продукта. Поэтому обеспечение высокой чистоты сырья и контроль различных параметров процесса имеют решающее значение для производительности конечного продукта.
В частности, в процессе горячего изостатического прессования порошок диоксида циркония и добавки подвергаются смешиванию, формованию под высоким давлением и окончательному высокотемпературному спеканию. Основная задача при изготовлении циркониевой керамики заключается в обеспечении более высокой плотности и прочности спеченного тела из диоксида циркония. Следовательно, необходимы корректировки производственных процессов для оптимизации соотношений компонентов и производственных процессов, максимизируя плотность и прочность циркониевой керамики.
Ⅱ. Химические свойства и применение фторцирконата аммония
Флуозирконат аммония с молекулярной формулой ЗрФ2·NH4F является химически стабильным соединением. Он обладает высокой термической стабильностью, растворимостью и находит применение в качестве катализатора в органическом синтезе и других областях.
При изготовлении циркониевой керамики применение фторцирконата аммония отражается в нескольких аспектах:
1、Катализатор разложения предшественников циркония:фторцирконат аммония ускоряет разложение предшественников диоксида циркония, способствуя образованию диоксида циркония.
2. Регулирование размера зерен циркония:Регулируя соответствующее количество фторцирконата аммония, можно контролировать размер и распределение зерен диоксида циркония.
3. Увеличение плотности циркония:Добавленный фторцирконат аммония уменьшает появление дефектов, таких как поры, в конечном итоге повышая плотность и прочность циркониевой керамики.
4. Подавление роста зерен циркония:Зерна циркония имеют тенденцию расти при высоких температурах, что приводит к снижению прочности и плотности материала. Добавление фторцирконата аммония может подавить рост зерен диоксида циркония, сохраняя более мелкие и более равномерно распределенные зерна.
III. Механизмы действия фторцирконата аммония в приготовлении циркониевой керамики
Таким образом, роль фторцирконата аммония в приготовлении циркониевой керамики считается каталитическим эффектом, очевидным со следующих точек зрения:
1. Каталитический эффект: фторцирконат аммония как катализатор ускоряет термическое разложение прекурсоров диоксида циркония. Координируясь с европием, он способствует более быстрому образованию зерен диоксида циркония при высоких температурах, что в конечном итоге приводит к образованию циркониевой керамики.
2. Эффект концентрации ионов фтора:Увеличение добавления фторцирконата аммония также увеличивает концентрацию фторид-ионов. Важно отметить, что добавление избыточного количества фторцирконата аммония не всегда полезно, так как передозировка может нарушить формирование зерен и стабильность материала.
3. Эффект подавления роста зерна:Цирконий растет за счет гетерогенного зарождения монокристалла и роста зерен. Достаточное добавление фторцирконата аммония может ингибировать рост зерна. Ионы фтора за счет своего химического сродства с поверхностью спеченных изделий из диоксида циркония взаимодействуют с атомами, перенесенными на поверхность кристалла, тем самым замедляя скорость роста зерен.
Фторцирконат аммония играет решающую роль в изготовлении циркониевой керамики. Он действует как катализатор, ускоряя разложение предшественников диоксида циркония, способствуя равномерному распределению зерен диоксида циркония и повышая плотность и прочность циркониевой керамики. Использование механизмов фторцирконата аммония с помощью соответствующих технологий и контроля процесса может еще больше улучшить качество и характеристики циркониевой керамики.
В будущем спеченные изделия из диоксида циркония как конструкционные материалы, несомненно, будут получать все большее внимание. Несмотря на растущее внимание к применению спеченных изделий из диоксида циркония в тяжелой промышленности, весь потенциал фторцирконата аммония не реализован полностью. Поэтому необходимы дальнейшие исследования и технологические достижения для всестороннего продвижения и разработки методов изготовления циркониевой керамики.
