Zirconia

زیرکونیا

ABSTRACT

Zirconia is a very important industrial ceramic for structural applications because of its high toughness, which has proven to be superior to other ceramics. In addition, it has applications making use of its high ionic conductivity. The thermodynamically stable, room temperature form of zirconia is baddeleyite. However, this mineral is not used for the great majority of industrial applications of zirconia. The intermediate-temperature phase of zirconia, which has a tetragonal structure, can be stabilized at room temperature by the addition of modest amounts (below ∼۸ mol%) of dopants such as Y3+ and Ca2+. This doped zirconia has mechanical toughness values as high as 17 MPa • m1/2. On the other hand, the high-temperature phase of zirconia, which has a cubic structure, can be stabilized at room temperature by the addition of significant amounts (above ∼۸ mol%) of dopants. This form of zirconia has one of the highest ionic conductivity values associated with ceramics, allowing the use of the material in oxygen sensors and solid-oxide fuel cells. Research on this material actively continues and many improvements can be expected in the years to come.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

به دلیل خواص مکانیکی و چقرمگی بالای زیرکونیا،  از مهم­ترین سرامیک ­های مهندسی اکسیدی محسوب شده به همین رو، برای کاربردهای سازه­ ای مورد استفاده قرار می­گیرد که این ویژگی برتری آن را نسبت به دیگر سرامیک ­ها تمایز می­کند. علاوه بر این، هدایت یونی بالایی دارد. از نظر ترمودینامیکی پایدار بوده، و شکل دمای پایین زیرکونیا، کانه بادلیت نام دارد. با این حال، بادلیت برای اکثر کاربردهای صنعتی مهم استفاده نمی ­شود. فاز دمای میانی زیرکونیا دارای ساختار تتراگونال است که در دمای اتاق می­توان با افزودن مقدار نسبتاً کم (کمتر از ۸% مولی) دپانت­هایی چون Y3+ و Ca2+  آن را تثبیت یا پایدار کرد. زیرکونیای دپ شده از چقرمگی مکانیکی بالایی (۱۷MPa.m1/2) برخوردار است. به عبارت دیگر، فاز دمای بالا زیرکونیا، دارای ساختار مکعبی بوده و می­توان در دمای اتاق با افزودن مقدار مشخصی دپانت (بالای ۸% مولی) آن را پایدار و تثبیت کرد. این فرم زیرکونیا بیشترین مقدار هدایت یونی را در بین بقیه سرامیک­ ها داشته و به ­عنوان حسگر اکسیژن و پیل­ سوختی اکسیدجامد مورد استفاده قرار می­ گیرد. تحقیقات برروی این ماده همچنان ادامه دارد و بسیاری از توسعه ­های آن را می­ توان در سال­ های آتی دید.

 جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.