Электропроводный керамический материал Советский патент 1991 года по МПК C04B35/486 

Известен керамический материал для изготовления твердого электролита, включающий диоксид циркония, ста билизированный оксидом иттрия или иттербия или кальция и 26,08-33 мас. магнезиальной шпинели или муллита. Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является шихта для изготовления керамики, используемой в электрохимических системах на основе твердых электролитов и включающей, мае. %: диодксид циркония, стабилизированный окислами редкоземельных элементов 65-75, и алюмомагнезиальную шпинель 25-35. Эти материалы имеют высокую термостойкость, но недостаточно высокую электропроводность в интервале температур 400-600°С.4 Другими словами, датчик включится в работу только при температурах-v1000 С, при более низких темпер атурах, в частности в интервале 400-6Об°С, датчик не будет работать. Чем выше температура возможного использования твердого электролита, тем больше разница в температурах включения двигателя автомобиля и дат чика в работу, выхлоп же вредных отработанных газов прекращается лишь после включения датчика. То есть, че ниже температурный уровень использования твердого электролита, тем ниже температура включения датчика в рабо ту, а следовательно, эффективнее работа самого датчика. Цель изобретения - снижение удель ного сопротивления в интервале температур 400-600°С. Поставленная цель достиг ается тем что электропроводный керамический материал, содержащий стабилизированный диоксид циркония и алюмомагнезиальную шпинель или титанат алюминия или муллит, содержит диоксид циркония, стабилизированный оксидом скандия при следующем соотношении компонентов, мас,%; Диоксид циркония, стабилизированный 97,0-99,5 оксидом скандия Алюмомагнезиальная 0,5-3,0 шпиндель диоксид циркония, стабилизированньШ 98,0-99,5 оксидом скандия Титанат алюминия 0,5-2,0 или диоксид циркония, стабилизированный оксидом скандия95,0-99,5, Муллит0,5-5,0 Сущность изобретения состоит в том, что новое сочетание компонентов в заявляе№1х пределах обеспечивает повышение электропроводности керамического материала в области низких температур 400-600 С, Высокая температурная устойчивость предлагаемых, добавок не нарушает фазового состава керамики при ее обжиге, и ее свойства определяются в основном свойствами твердого раствора ZrQ , поскольку объем границ зерен несоизмеримо мал в сравнении с объемом самих зерен. При этом указанные модифицирующие добавки распределяются тонкой пленкой по границам зерен, способствуя тем самым спеканию керамики и улучшению электрических свойств, а такж:е формированию микротрещиноватой структуры за счет раз-личия КТР твердого раствора и модифицирующей добавки, что обеспечивает ей высокую термостойкость. Различное содержание каждой из предлагаемых добавок, а также их пределы обусловлены условиями службы твердых электролитов в датчиках автомобилей, с одной стороны, а также индивидуальными свойствами добавок, с другой стороны. Алюмомагнезиальная шпинель имеет самую высокую устойчивость в широком диапазоне температур и, следовательно, керамика может претерпевать воздействие самых-вьюоких температур при обжиге (/2000°С), если необходимо получить кера}№ку с высокой плотностью. Титанат имеет самый низкий коэффициент термического расширения, поэтому эффект увеличения термической стойкости может быть дос-, тигнут при меньшем содержании добавки по сравнению с другими. Однако титанат алюминия в самой значительной степени влияет на рост электросопротивления керамики и в меньшей степени способствуют ее .спеканию, . Муллит менее заметно сказывается на увеличении сопротивления твердого раствора ZrO - однако при ис

ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫЙ КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий стабилизированный диоксид циркония и алюмомагнезиальную шпинель йпи титанат Изобретение относится к огнеупорной промышленности и может быть использовано для изготовления твердых электролитов для датчиков определения содержания кислорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания . Известен электропроводный керамический материал, включакнций диоксид циркония и оксид скандия в качестве стабилизирующей добавки. Такой керамический материал обладает наибольшей кислородоионной проводимостью в широком диапазоне алюминия или муллит, о т л. и ч a ющ и и с я тем, что, с целью снижения удельного сопротивления в интервале температур 400-600 С, он содержит диоксид циркония, стабилизированный оксидом скандия при следующем соотношении компонентов, мае. 7,1 Диоксид циркония, стабилизированный оксидом скандия . 97,0-99,5 Алюмомагнезиальная шпинель 0,5-3,0 апи диоксид циркония, стабилизированный оксидом скандия 98,0-99,5 Титанат алюминия 0,5-2,0 или диоксид циркония, стабилизированный оксидом 95,0-99,5 скандия 0,5-5,0 Муллит СП 00 температур из всех известных керасд мических материалов из твердых ра05 створов на основе диоксида циркония. Однако такой материал имеет недостаточную термическую стойкость для применения его в качестве твердых электролитов в датчиках определения содержания кислорода в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания топлива автомобилей, где режим их работы состоит из частых включений выключений, a следовательно, резких нагревов и охлаждений в диапазоне температур 400-600 С.