一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器及制作工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器及制作工艺，其使用的材料包括：ZrO2；Y2O3和烧结促进剂；所述材料的重量比为：ZrO2 60~94%；Y2O3 1~35.25%；烧结促进剂 0.1~5%；它克服了国内在使用钇稳定的氧化锆在氧传感器方面出现热震问题，利用钇稳定的氧化锆在稳定性、抗热震性、高温电子电导率优于镁稳定的氧化锆的性能，在氧浓度差电池方面提高到了一个新台阶。

A zirconia ceramic sensor with stable yttrium oxide and its fabrication process

The invention discloses a zirconia ceramic sensor and preparation of a yttria stabilized, including the use of materials: Y2O3 and ZrO2; sintering aids; the material weight ratio: ZrO2 60~94% Y2O3; 1~35.25%; sintering aids 0.1~5%; it overcomes the domestic in the use of yttria stabilized zirconia the oxygen sensor has thermal shock problems, performance using yttria stabilized zirconia in stability, thermal shock resistance, high electronic conductivity is better than magnesium stabilized zirconia, poor battery has been raised to a new level in oxygen concentration.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器及制作工艺
本专利技术涉及氧化锆在氧化传感器使用的领域，具体为一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器及制作工艺。
技术介绍
钇部分稳定氧化锆陶瓷具有非常良好的抗热震性和高温离子电子导电性能，优于镁稳定的氧化锆陶瓷，因此制成氧浓度差电池，广泛的应用于冶金行业金属溶液的氧活度测定，实现冶炼过程中的在线检测。代替目前国内使用的镁稳定氧化锆传感器，改善目前镁稳定的氧化锆传感器在重现性、抗热震性和低氧检测不稳定的局面。
技术实现思路
现有技术不能满足人们的需要，为弥补现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器及制作工艺。为实现该技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器，其使用的材料包括：ZrO2；Y2O3和烧结促进剂；所述材料的重量比为：ZrO260~94%；Y2O31~35.25%；烧结促进剂0.1~5%。一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器制备工艺包括以下步骤：步骤一，材料选取；步骤二，粉料制备；步骤三，陶瓷的制备；步骤四，脱蜡；步骤五，烧结；其中：步骤一，按照重量比取材料100份，其中；ZrO294份；Y2O31份；烧结促进剂5份；石蜡和油酸适量；步骤二，将上述配比配好的原料进行球磨，研磨12h烘干，经1000-1300℃煅烧，过100-200目筛，制成粉料；步骤三，按重量比将粉料70-88份，石蜡1-15份，油酸1-10份混合均匀，制成蜡饼；步骤四，将胚体放置于坩埚中用氧化铝埋实，在温度900-1200℃脱蜡48-72h；步骤五，将脱蜡后的胚体摆放于坩埚中，在温度为1580-1690℃中进行烧结，得到钇稳定的氧化锆制品。进一步，所述烧结促进剂由SiO2；Fe2O3；Na2O3；Al2O3和TiO2组成；所述重量比为SiO20.02~1%；Fe2O30.003~0.8%；Na2O30.005~2%；Al2O30.003~1%；TiO20.002~1.5%。进一步，所述步骤二中球磨的方式为行星磨湿式研磨。进一步，所述步骤四中最佳脱蜡时长为60~65h。进一步，所述步骤五中最佳温度为1600~1650℃。进一步，所述氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器包括传感器本体和短接杆；所述感器本体和短接杆固定连接，且连接处设有倒圆角结构；所述感器本体内部设有通孔；所述感器本体与短接杆连接的一端直径为5.51mm，另一端直径为5.70mm，长度为29.1mm；所述短接杆的直径为1.8mm，长度为1.8mm；所述通孔的直接为3mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：克服了国内在使用钇稳定的氧化锆在氧传感器方面出现热震问题，利用钇稳定的氧化锆在稳定性、抗热震性、高温电子电导率优于镁稳定的氧化锆的性能，在氧浓度差电池方面提高到了一个新台阶。附图说明图1为本专利技术的整体结构示意图；图2为本专利技术的沿A-A线的截面图；图3为本专利技术的工艺流程图；附图标记中：1.传感器本体；2.短接杆；a.通孔。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-3，本专利技术提供一种技术方案：一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器，其使用的材料包括：ZrO2；Y2O3和烧结促进剂；所述材料的重量比为：ZrO260~94%；Y2O31~35.25%；烧结促进剂0.1~5%。一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器制备工艺包括以下步骤：步骤一，材料选取；步骤二，粉料制备；步骤三，陶瓷的制备；步骤四，脱蜡；步骤五，烧结。其中：步骤一，按照重量比取材料100份，其中；ZrO294份；Y2O31份；烧结促进剂5份；石蜡和油酸适量；步骤二，将上述配比配好的原料进行球磨，研磨12h烘干，经1000-1300℃煅烧，过100-200目筛，制成粉料；步骤三，按重量比将粉料70-88份，石蜡1-15份，油酸1-10份混合均匀，制成蜡饼；步骤四，将胚体放置于坩埚中用氧化铝埋实，在温度900-1200℃脱蜡48-72h；步骤五，将脱蜡后的胚体摆放于坩埚中，在温度为1580-1690℃中进行烧结，得到钇稳定的氧化锆制品。进一步，所述烧结促进剂由SiO2；Fe2O3；Na2O3；Al2O3和TiO2组成；所述重量比为SiO20.02~1%；Fe2O30.003~0.8%；Na2O30.005~2%；Al2O30.003~1%；TiO20.002~1.5%。进一步，所述步骤二中球磨的方式为行星磨湿式研磨。进一步，所述步骤四中最佳脱蜡时长为60~65h。进一步，所述步骤五中最佳温度为1600~1650℃。进一步，所述氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器包括传感器本体1和短接杆2；所述感器本体1和短接杆2固定连接，且连接处设有倒圆角结构；所述感器本体1内部设有通孔a；所述感器本体1与短接杆2连接的一端直径为5.51mm，另一端直径为5.70mm，长度为29.1mm；所述短接杆2的直径为1.8mm，长度为1.8mm；所述通孔a的直接为3mm。氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器性能：本传感器的密度达到5.83g/cm3，力学测量抗弯强度达到2000mpa，抗热震性达到99%，重线性达到99%。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。以上所述，仅为本专利技术的较佳实施例，并不用以限制本专利技术，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本专利技术技术方案的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器，其使用的材料包括：ZrO2；Y2O3和烧结促进剂；其特征在于：所述材料的重量比为：ZrO2 60~94%；Y2O3 1~35.25%；烧结促进剂 0.1~5%。

【技术特征摘要】
1.一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器，其使用的材料包括：ZrO2；Y2O3和烧结促进剂；其特征在于：所述材料的重量比为：ZrO260~94%；Y2O31~35.25%；烧结促进剂0.1~5%。2.一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器制备工艺，包括以下步骤：步骤一，材料选取；步骤二，粉料制备；步骤三，陶瓷的制备；步骤四，脱蜡；步骤五，烧结；其特征在于：其中：S1.步骤一，按照重量比取材料100份，其中；ZrO294份；Y2O31份；烧结促进剂5份；石蜡和油酸适量；S2.步骤二，将上述配比配好的原料进行球磨，研磨12h烘干，经1000-1300℃煅烧，过100-200目筛，制成粉料；S3.步骤三，按重量比将粉料70-88份，石蜡1-15份，油酸1-10份混合均匀，制成蜡饼；S4.步骤四，将胚体放置于坩埚中用氧化铝埋实，在温度900-1200℃脱蜡48-72h；S5.步骤五，将脱蜡后的胚体摆放于坩埚中，在温度为1580-1690℃中进行烧结，得到钇稳定的氧化锆制品。3.根据权利要求1所述的一种氧化钇稳定的氧化锆陶瓷传感器，其特征在于：所述烧结促进剂由SiO2；Fe2O3；Na...

【专利技术属性】
技术研发人员：连亦灵，张继平，王鹏，连漪，袁建超，陈平辉，杨少磊，丁亚龙，
申请(专利权)人：上海普拉博冶金检测探头有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31