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1、铁电陶瓷材料的应用以及生产工艺之八铁电陶瓷材料，是指具有铁电效应的一类功能性陶瓷材料，它是热释电材料的一个分支。可用于大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可制作红外探测器等。也用于制造光阀、光调制器、激光防护镜和热电探测器等。广泛应用于航天、军工、新能源产品。这里介绍，主要是参考它的加工工艺，比如为固体电解质的加工提供一定的参考。 另一方面是顺便了解一下这特种陶瓷的用途。共沉淀法液相反应制备铁电陶瓷粉末共沉淀法 液相 反应制备铁电陶瓷粉末氧化镁部分稳定的氧化锆微细粉末的制备使用氧氯化锆（ ZrOCl28H2
2、O） 、氧化镁为原料，用共沉淀法制备氧化镁部分稳定的氧化锆固体电解质超细粉末。纯氧化锆的烧结体晶型是不稳定的，在升温过程中， 1140会发生单斜相四方相的转变，同时产生7%的体积收缩；在 1140时发生四方相立方相的转变； 降温时又会发生反方向的相变。如果在氧化锆中掺入足够的氧化钇、 氧化钙或氧化镁， 可以使氧化锆在室温时也能保持稳定的立方结构， 晶型不再随温度变化； 称为全稳定的氧化锆（FSZ） 。同时，由于掺入的低价金属离子（Ca2+、Mg2+、Y3+）进入氧化锆晶格后产生了大量的氧离子空位，所以，氧化锆在高温（550）时，允许氧离子通过氧离子空位迁移，形成氧离子导体。如果原料很纯净（特别
3、是没有变价的金属离子杂质），可以得到电子导电很低的氧离子导体，用于制作高温传感器（气体中氧传感器）。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - 为了制作测定钢液中氧含量的传感器，要求氧化锆固体电解质管状元件（ ?5mm1mm35）具有很好的抗热冲击能力，在突然插入1700钢液的情况下， 不允许产生裂纹。 这时需要采用部分稳定的氧化锆材料。减少氧化锆中稳定剂的含量，可以得到部分稳定的氧化锆（PSZ） 。常温下，部分稳定的氧化锆
4、烧结体中，三种晶型（单斜、四方和立方） 混合存在， 使升温过程中元件的热膨胀可以被单斜相到四方相转变时的体积收缩所抵消（如果单斜相的比例合适时）；为了控制三相比例，除了严格控制烧结、热处理制度外，还必须准确地控制氧化锆中稳定剂（分析纯MgO）的含量；另外，要求粉末粒度很细小；并且不允许带入杂质，因此，采用共沉淀法制备氧化镁部分稳定的氧化锆（ MgO-PSZ）超细氧氯化锆（分析纯ZrOCl28H2O）不溶于酸和碱，所以可以用酸来提纯（除去铁离子等杂质）。提纯后，将氧氯化锆溶于水，过滤，除去灰尘、氧化硅等杂质；按需要的成分配入氧化镁，形成锆、镁的混合盐溶液。加入过量的氨水，形成氢氧化锆和氢氧化镁均
5、匀混合的细小颗粒沉淀物。因为氢氧化镁比较容易溶于水，因此必须保持较高的碱性（pH10） ，不使氢氧化镁流失。过滤后，用pH10 的氨水淋洗沉淀ZrCl4+NH4OHZr(OH)4+NH4Cl ZrCl4+NH4OHZr(OH)4+NH4Cl名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 物，除去多余的氯化铵； 沉淀物中加入分散剂 （高分子溶剂如正丁醇、聚乙二醇等），避免在热分解时粉体结团。沉淀物烘干后， 在加热分解过程中，低温时
6、首先脱水，然后将剩余的氯化铵分解，最后是锆、镁氧化物的生成：氧 化 镁 部 分 稳 定 的 氧 化 锆 超 细 粉 体 的 制 备 过 程：实验步骤（1）取 500 克氢氧化锆，置于1000mL 的容器中，加入360mL蒸馏水，搅拌，使之溶清。（2）抽滤，除去固体杂质洗净布氏漏斗和抽滤用有锥形瓶，垫好湿滤纸， 缓慢倒入溶清的氯氧化锆溶液。抽滤后，用少许蒸馏水（约20mL）淋洗布氏漏斗。为了得到含氧化镁质量比为2.2%的氧化锆，需计算加入氧化镁的质量。按 500g 氯氧化锆中含有的氧化锆的重量（按分子量计算，也可以用实验的方法测定单位体积溶液中氧化锆含量，按溶液的浓度称取原料加水溶解过滤固体杂加
7、入稳定剂氧化加入氨水共沉沉淀物水洗（ pH加入分散剂干燥热分解NH4Cl NH3 +HClZr(OH)4ZrO2+2H2OMg(OH)2MgO+H2O名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 和体积来计算）。（3）加入氧化镁，搅拌，溶清（4）共沉淀缓慢加入 300mL 氨水，同时不停地搅拌，使沉淀不结团，可补加到 400mL 氨水，直到沉淀完全，并将被沉淀包裹的水放出，可将搅拌澄清的清液取出少量，在清液中加入氨水后，不再产
8、生沉淀，表明沉淀完全。在布氏漏斗中再垫滤布和滤纸，将沉淀物倒入布氏漏斗内，抽滤；滤干后，用氨水溶液（1：15）淋洗三次，每次50mL。为进一步除去氯化铵，将滤饼倒入2000mL 容器中，加入300mL 氨水溶液浸泡，搅拌澄清后，倒掉清液，再次抽滤除水。（5）化学分析，测定沉淀物中镁的含量。计算相应的氧化锆中氧化镁的含量（6）干燥：在滤饼中加入分散剂，搅拌均匀；蒸馏，干燥沉淀物、回收分散剂。（7）热分解将干燥的沉淀物盛在氧化铝坩埚中，放在马弗炉内；升温至480， 保温一小时，将剩余的氯化铵分解、 排除。再升温至 600，保温一小时，使氢氧化物分解完全；（8）烧结： 700至 980调节。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -