随着汽车保有量的飞速增长,汽车尾气所带来的环境污染越来越严重,汽车尾气氧传感器、氮氧传感器、氨传感器的研究也成为全世界科技工作者研究的热点和重点。这几类传感元件多采用YSZ为固体电解质、Al2O3为绝缘层,将他们与其他各功能层共烧结而制得。然而,YSZ与Al2O3的烧结收缩性能和热膨胀性能不匹配,通常致使二者在共烧过程中出现各种缺陷,如分层、裂纹和翘曲变形等,从而对传感元件的制备造成了很大困难。因此,本课题的研究重点为YSZ和Al2O3的烧结收缩率差异,通过工艺和方法改进降低二者的烧结收缩率失配,以制备宏观无翘曲变形、微观无分层无裂纹的YSZ和Al2O3多层异质陶瓷。
作者首先研究了商用YSZ和Al2O3粉体烧结收缩率的差异性,通过改变生坯装载量和添加烧结助剂的方法,在一定程度上增大了Al2O3的收缩率,减小了二者的烧结收缩率失配问题。
研究了丝网印刷工艺以制备不同厚度的Al2O3绝缘层。研究得出绝缘层厚度随印刷次数的增加而增加,随刮刀压下量的增大而减小,随装载量的增加而增加,并且在YSZ流延生坯两面印刷的差异性可以忽略。
作者还研究了叠层方式对YSZ/Al2O3/YSZ多层陶瓷变形行为的影响。发现在各种叠层介质中,无水乙醇的叠层效果相对较好;通过对叠层方式的改进——增加丝网印刷YSZ层,利用丝网印刷的排气作用和机械啮合作用,能得到界面结合较好的YSZ/Al2O3/YSZ多层陶瓷。
最后研究了YSZ和Al2O3的共烧结变形行为。通过增加YSZ-20和YSZ-80成分过渡层和压力限制烧结的方法,得到了宏观翘曲变形较小、微观无分层无裂纹的YSZ和Al2O3多层异质陶瓷。
- 作 者：
- 王晓昳
- 学科专业：
- 材料科学与工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 华中科技大学
- 导师姓名：
- 肖建中
- 学位年度：
- 2012
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
