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片式氧传感器的ZrO_2陶瓷的水基流延方法的研究

郑贺予  
【摘要】: 本文主要研究的是应用于片式汽车氧传感器的二氧化锆陶瓷的制备,所选用的实验方法是水基流延工艺。为了节省实验原料和实践,首先采用氧化铝为粉体熟悉水基流延的工艺过程,摸索出陶瓷浆料的参考配方,在此基础上再进行对二氧化锆陶瓷浆料的进一步研究。 在本文中,分别采用了粒径为41nm的ZrO_2(记为ZrO_2 A)与粒径为26nm的ZrO_2(记为ZrO_2 B)为粉体,重点研究了在水基流延工艺过程中,各种有机添加剂对二氧化锆陶瓷浆料的影响,并得出最终配制方案。实验表明,在PH值为9.36时,以ZrO_2 B为粉体的浆料各项性能稍好一些,在浆料中,其最佳固含量为45wt.%;分散剂聚丙烯酸铵的含量为1.5wt.%时,ZrO_2 B陶瓷浆料的分散性能做好,其粘度与沉降体积同时达到最低值;采用PVA--S-07作为复合粘结剂时,在其加入量为5.5wt. %的条件下,浆料的流延、稳定性能最好;在增塑剂的选择上,本文对比了三种常用的增塑剂(DBP、GLY、PEG)对浆料粘度的影响,最终选择了质量比为1:1的DBP和PEG作为复合增塑剂,其总的加入量为3.0wt.%。此外本文还分别探讨了一次、二次球磨时间和剪切速率等因素对浆料粘度的影响。最终将所制的ZrO_2陶瓷浆料流延,得到表面较为光滑、平整的素坯,自然干燥24h后将素坯进行程序升温烧结,制得所需的二氧化锆陶瓷,并对该样品进行XRD测试分析。


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