中國粉體網(wǎng)訊  近年來，隨著我國磁性材料的迅速發(fā)展，陶瓷承燒板的需求量日益增加，特別是在軟磁（鐵氧體）材料的生產(chǎn)過程中，鐵氧體材料燒結(jié)時對變形及雜質(zhì)污染特別敏感，所以對承燒板的要求也極為嚴(yán)格。

（圖片來源于山東宏瑞耐火材料科技有限公司）

應(yīng)該選什么樣的氧化鋯

高性能MnZn鐵氧體，特別是高磁導(dǎo)率材料的起始磁導(dǎo)率對Zn含量極其敏感。在燒結(jié)過程中，往往由于Zn的燒損導(dǎo)致磁導(dǎo)率下降。

純ZrO2不能直接作為結(jié)構(gòu)陶瓷使用，原因在于1000℃以上的ZrO2會發(fā)生單斜相（m-ZrO2)和四方相（t-ZrO2）之間的可逆轉(zhuǎn)變，該轉(zhuǎn)變伴隨約7%體積變化，當(dāng)體積變化產(chǎn)生的應(yīng)力超過材料的彈性極限時，會引發(fā)材料的破壞。

自上個世紀(jì)，研究者發(fā)現(xiàn)ZrO2晶體的變化是可以被控制的，他們將一些半徑與Zr4+離子半徑相近的金屬氧化物，如：CaO、Y2O3等摻入ZrO2中，在一定條件下形成固溶體，在這種固溶體中便不會再發(fā)生單斜相與四方相之間的可逆轉(zhuǎn)變，抑制了因相變帶來的體積變化，降低了開裂的可能性。部分穩(wěn)定氧化鋯（PSZ）材料因其優(yōu)良的高溫化學(xué)穩(wěn)定性和抗熱震性而成為MnZn鐵氧體承燒板的首選材料之一。

那么問題來了，CaO與Y2O3誰才是最佳穩(wěn)定劑呢？

承燒板特性

MnZn鐵氧體通常置于承燒板上面燒制，對承燒板的性能要求大致有以下幾個方面：

1、承燒板應(yīng)具有高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性

承燒板應(yīng)具有高溫下的化學(xué)穩(wěn)定性，不與被燒結(jié)體發(fā)生高溫反應(yīng)，不影響鐵氧體的性能。

2、承燒板應(yīng)該具有良好的抗熱震性能

一般情況下承燒板的抗熱震性會嚴(yán)重影響其使用壽命，所以鐵氧體生產(chǎn)者和承燒板供應(yīng)者都十分關(guān)心承燒板的抗熱震性能。材料的抗熱震性與材料的強(qiáng)度、熱導(dǎo)率、膨脹系數(shù)等有關(guān)。

3、承燒板材料應(yīng)具有與鐵氧體相近似的熱膨脹系數(shù)，減小燒結(jié)產(chǎn)品的變形。

Ca-PSZ和Y-PSZ反穩(wěn)定化現(xiàn)象的比較

1、氧化鋯的穩(wěn)定化和反穩(wěn)定

ZrO2有三種晶體結(jié)構(gòu)，單斜相（常溫穩(wěn)定型，密度5.68g/cm3）、四方相（密度6.1g/cm3）、立方相（密度6.27g/cm3）。三種晶型可以相互轉(zhuǎn)變，轉(zhuǎn)變溫度與雜質(zhì)含量有關(guān)，在ZrO2純度高時，三種晶型能發(fā)生以下同質(zhì)異晶轉(zhuǎn)變：

四方相的穩(wěn)定存在是保持 PSZ陶瓷強(qiáng)度、韌性的關(guān)鍵，而長期處于MnZn鐵氧體燒制溫度下（最高約1400℃）的鋯板會發(fā)生反穩(wěn)定化現(xiàn)象，即出現(xiàn)大量四方相→單斜相轉(zhuǎn)變，反穩(wěn)定化的結(jié)果會造成陶瓷性能的明顯衰退。

2、Ca-PSZ和Y-PSZ反穩(wěn)定化現(xiàn)象的比較

Ca-PSZ和Y-PSZ承燒板抗折強(qiáng)度及氣孔率

經(jīng)熱處理后Ca-PSZ材料的單斜鋯含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于Y-PSZ材料，受熱時單斜鋯會發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變，同時伴隨體積效應(yīng)，在材料中產(chǎn)生一定量的微裂紋，使得材料的抗折強(qiáng)度下降，開口氣孔率上升。

總結(jié)

1、Y-PSZ熱震性能優(yōu)于Ca-PSZ。

2、目前，在MnZn鐵氧體承燒時，使用Y-PSZ材料的承燒板最為合適。在高溫下與鐵氧體反應(yīng)最少，有利于保持鐵氧體的磁導(dǎo)率，而且長時間使用可以保持其物理性能，不易開裂、變形等。

3、Ca-PSZ材料經(jīng)熱處理后單斜鋯含量高于Y-PSZ材料，這會造成材料性能下降。

4、雖然Ca-PSZ的性能稍遜于Y-PSZ，但相比于氧化鋁板和鐵氧體材料同體板來說，Ca-PSZ仍具有不錯的性能，在鐵氧體的燒結(jié)中也得到了相當(dāng)普遍的應(yīng)用。

陶瓷承燒板行業(yè)是技術(shù)密集型行業(yè)，由于針對不同的客戶需求，其生產(chǎn)工藝不同，導(dǎo)致每個客戶使用條件不同，對承燒板的規(guī)格和性能有不同要求，需要有針對性去開發(fā)相應(yīng)配方和模具，并且還需要客戶試用合格后才能進(jìn)行技術(shù)定型和批量生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)：

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