Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.10.2023

Размер:

15.86 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 3426 27 28 29 30 31 32 33 34 > Следующая >>>

		28-2. Кристаллическая структура
Энергия кристаллической решетки двуокиси циркония					11 196 000 кдж/кмоль
(2674	ккал/моль)	[31].
В	табл. 28-2 приводятся данные по кристаллической структуре двуокиси					цирко
ния.
					Таблица	28-2
	Кристаллические		модификации	двуокиси циркония	[11, 280]
Кристаллическая		Параметр	Способ	получения	Свойства
модификация		решетки. А	и распространенность		Свойства
		решетки. А

Моноклинная

Тетра

гональная

То же

Тригональная

Кубическая

а=

5,174

Существует

природе

Устойчива в диапазоне

а =

5,266

в виде

минерала

бадде-

от

комнатной

темпера

а =

5,308

леита.

Большая

часть

туры до

1000° С.

При

Ь =

80,8

других модификаций при

дальнейшем

нагревании

надлежащих

условиях

превращается

тетраго

превращается

в эту раз

нальную

разновидность

а =

5,07

новидность

Образуется

из

моно

Устойчива в диапазоне

с =

5,16

клинической

модифика

1000—1900° С, но может

ции

при ее

нагревании

существовать

метаста-

до

температур

выше

бильном состоянии

после

1000° С

закалки

при

комнатной

температуре

Получают

из

ZrOCl

Идентична

описан

[или

Zr (ОН)2 ]

нагрева

ной

выше

тетрагональ

нием

до 500° С

ной

модификацией. При

температурах

выше

600° С

превращается в

моноклиническую

раз

новидность

Получается

из

любой

Устойчива

при

темпе

модификации

путем

дли

ратурах

выше

1900° С

тельной

выдержки

при

2000° С

Обратимо

превращает

Образуется

из

выше

описанной

тригональной

ся

низкотемператур-

модификации

при

ее

ную тригональную моди

охлаждении

до

темпера

фикацию

при

охлажде

туры

ниже

625° С

нии до 625° С

В чистой двуокиси цир

Кубическую

решетку

= 5,065d

кония эта

модификация

можно также

стабилизи

± 0 , 0 1

неустойчива вблизи

точ

ровать

окислами

скан

ки плавления и при ком

дия,

церия

иттрия

натной температуре. По

лучают

путем

нагрева

ния моноклинической мо

дификации

с окисью ма

гния или окисью каль

ция

28-3. Плотность

Теоретическая плотность для моноклинной модификации 5560 кг/м3 [1 5700 кг/м3 [30], 5600 кг/м3 [13]; для тетрагональной модификации 6100 кг/м3 [1 для тригональной модификации 6270 кг/м3 [11 ] .

		28-4. Тепловое расширение
В интервале температур 20—1200° С коэффициент линейного расширения									дву
окиси циркония	( 5 , 5 + 1 1 , 0 ) - Ю - 6		град'1.
Средний коэффициент линейного расширения двуокиси циркония по данным раз
ных авторов приводится		в табл. 28-3.
								Таблица	28-3
Средние коэффициенты			линейного расширения			двуокиси	циркония
f • 1 И н т е р в а л	а-Ю»	град'1		П р и м е ч а н и е				И с т о ч н и к
т е м п е р а т у р , °С	а-Ю»	град'1		П р и м е ч а н и е				И с т о ч н и к
т е м п е р а т у р , °С
20—800	7,3—8,1		Плотность 6100		кг/м3			[218]
20—1000	10,5		Легковесная					[76]
20—1000	11,0			—				[18]
30—1000	10,0			—				[20]
70—1000	7,7			—				[17]
70—1000	7,2		Плотность 5350 кг/м3;			Z r 0 2 +	5%	[12]
		СаО (стабилизированный)
20—1200	5,5		Зависит	от степени стабилизации				[ П ]
20—1600	13,0		Легковесная ZrO					[76]
20—1600	13,0		Термопарные чехлы; объемная плот					[202]
		ность 4950 кг/м3; пористость 2,93%
20—1600	10,2		То же, объемная		плотность			[202]
		5430 кг/м3,		пористость		0,68%
20—1600	12,7		То же, объемная		плотность			[202]
		5450 кг/м3,		пористость		0,28%

—130+—80	2,0
80+ — 50	8,0

—

[280]

Зависимость теплового расширения двуокиси циркония от температуры, струк туры, состава и обработки образцов приведена в табл. 28-4—28-23 и на рис. 28-1— 28-20.

300 500 - 700 900 1100 1300 1500

			1,4
			1,2
			1,0
Рис. 28-1. Зависимость относительного		о	0,8
удлинения двуокиси	циркония от тем-	Й
пературы и кристаллической модифи-		-oi^, Q g
кации	[И J	" ^ l	'
			0,4
		'	0,2

200

400

600

800

1000 1200

Номер образца

і4

Номер образца

Коэффициент линейного расширения двуокиси циркония

в интервале

температур от комнатной до указанной

в таблице

К о э ф ф и ф и е н т

л и н е й н о г о

р а с ш и р е н и я

хЮ' ,

град-1,

при

т е м п е р а т у р е ,

°С

П р и м е ч а н и е

300

600

900

1000

1100

1200

10,7

11,7

11,8

Образец

из 92,0%

Zr0 2 ,

CaO; обо

жжен

при

1730° С;

пористость

4,8% (ка

жущаяся);

плотность

5380 кг/м3

[21]

9,5

10,3

10,7

Образец

из 90,0%

Zr0 2 ,

10% MgO; обо

жжен

при

1730° С;

пористость

9% (ка

жущаяся);

плотность

5340 кг/м3

[21]

7,6

9,2

10,0

(10,3)

(10,5)

10,8

Плавленый

образец

кубической

структу

ры;

100% Z r 0 2 [22]

6,9

8,4

8,9

(9,1)

(9,3)

9,5

Грубозернистый

плавленый

образец

из

стабилизирован

ной

Z r 0 2 [22]

К о э ф ф и ц и е н т

л и н е й н о г о

р а с ш и р е н и я

X 10е,

град-1,

при

т е м п е р а т у р е ,

°С

П р и м е ч а н и е

1300

1400

1500

1600

1800

2000

12,8

13,2

13,5

13,8

14,3

15,0

Образец

из 92,0%

Zr0 2 ,

CaO; обо

жжен

при

1730° С;

пористость

4,8% (ка

жущаяся);

плотность

5380 кг/м3

[21]

11,1

11,4

11,7

11,8

12,3

12,9

Образец

из 90,0%

Zr0 2 ,

10% MgO; обо

жжен

при

1730° С;

пористость

9% (ка

жущаяся);

плотность

5340 кг/м3

[21]

(П.2)

(П,4)

11,6

—

Плавленый

образец

кубической

структу

ры;

100% Z r 0 2 [22]

(9,53)

(9,47)

9,4

Грубозернистый

плавленый

образец

из

стабилизирован

ной

Z r 0 2 [22]

	К р и с т а л -		Т е м п е р а т у р
О б о з н а ч е	К р и с т а л -		ный
О б о з н а ч е	лич е с к а я	Х и м и ч е с к и й с о с т а в	ный	П р и м е ч а н и е
ние	лич е с к а я	Х и м и ч е с к и й с о с т а в	и н т е р в а л ,	П р и м е ч а н и е
	с т р у к т у р а		°С
			°С

Кубическая	Стабилизирован		100—1200	Возрастание	и
	ная Z r 0 2			убывание темпера
				туры указано стрел
._	Частично	стаби	100—1250	ками [11]
._	Частично	стаби	100—1250	То же
Моно	лизированная	Z r 0 2	100—1250
Моно	Нестабилизиро-		100—1250	»
клинная	ванная Z r 0 2

са Обозн чение

					Таблица	28-6
Характеристика образцов к рис. 28-2				(стр. 254)
Х и м и ч е с к и й	Плот ность,	Т е м п е р а т у р				Источ- ник
Х и м и ч е с к и й		ный		П р и м е ч а н и е
состав		и н т е р в а л ,		П р и м е ч а н и е
		°С
						\|
Приблизительно	5399	0—2050	Образец		отливался	[74]
1% ш о 2			под	давлением, обжи
			гался при 1400° С и на
			гревался		15 мин при
			2200° С в потоке воздуха

•

99%

Z r 0 2 ;

1 % ВеО

4886

0— 1800

Два образца спекались

[74]

чистотой

при 2200° С »

«Чистая»

Z r 0 2

5463

0—1950

После

прессования

[74]

образец

нагревался

15 мин

при 2100° С в

воздухе

0,06%

Fe;

0,02%

—.

180—1300

Образец

обжигался

[142]

Si;

0,15 A l ;

0,008

ч при 1600° С; моно

•

Hf;

0,006%

Ті

клинная

структура

97,7%

чистоты

5799

120—820

Отлитый

образец

[29]

•

Z r 0 2

99,6%

Z r 0

—

20—1100

Образец

прокаливал

[75]

0,2%

Si0

следы

ся

2 ч при 1600° С,

A12 0; Fe2 03 ; Т Ю 2

•

— нагревание; Щ —

•

ZrOa

охлаждение

—

0—1400

—

[73]

Z r 0 2 99% чистоты

20—1250

[72]

ZOO

400

600

800

WOO 1200 WOO WOO WOO 2000 2200

o .

<r'"

—

В ж "

' и

A A

<?J>....•1

д ч <; »

•—і

•

?— - 9 " '

\ к

9 "

200

400

600

800

WOO /200

WOO WOO WOO 2000

Рис. 28-2. Зависимость относительного удлинения нестабилизированной двуокиси циркония от температуры при нагревании и охлаждении

Рис. 28-3. Зависимость относительного удлинения чистой и стабилизи рованной двуокиси циркония от температуры

П о я с н е н и е на с т р . 256

Зависимость коэффициента	термического расширения образцов из		Z r 0 2
с различными примесями, обожженных при 1720° С [164]
	О т к р ы т а я	К о э ф ф и ц и е н т т е р м и ч е с к о г о
С о с т ав о б р а з ц о в		р а с ш и р е н и я в и н т е р в а л е
	п о р и с т о с т ь , %
		0—1200° С,	град-1

Z r 0 2	90%;	СаО		10%
Z r 0 3	85%;	С е 0 2		15%
Z r 0 2	75%;	С е 0 2		25%
Z r 0 2	85%;	Y 2	0 3	15%
Z r 0 2	75%;	Y 2	0 3	25%
Z r 0 2	83%;	L a 2 0 3		17%
Z r 0 2	75%;	L a 2 0 3		25%

1,2	500	700	900	1100		1300	!500Т,°К
1,2		т~-•"—		і		і	1	"J
		т~-•"—		і		і
1,0	1						А
				/ \			А
0,8				/ \
сэ				/
0,6				1
			А
о,ч			/У
0,2
П							t°c
	200	400	600	800	1000		1200
Рис. 28-4. Зависимость						относитель
ного удлинения			двуокиси			циркония
с различными			добавками			А 1 2 0 3		от
температуры			в	интервале			200—
		1400°С		[123]

0,1				10,2-		10"6
0,6				11,5- Ю - 8
0,0				11,2- Ю - 6
6,7				10,2- Ю - 6
11,0					—
5,0					9,0- Ю - "
2,3					8,8- Ю - 6
	500	700	900	ПОР		1300 1500 1700
	1,6 1	1	1		1— 1	1	-\|
	1,6 1	1	1				-\|

	1,4							/
	иг						) (	.і
	иг						і	/
	1,0						і	/
сэ	1,0
	0,8			Cv
				Cv
	0,6
			f
	0,4
	0,2
	0							t,°c
	200	400	600	800	1100		1300	1500

Рис. 28-5. Зависимость относительного удлинения двуокиси циркония с различ ными добавками F e 2 0 3 от температуры в интервале 200—1400° С [123]

Рис. 28-6. Зависимость от носительного удлинения двуокиси циркония с раз личными добавками СаО от температуры (обожжен

ная масса)

200

400

600

800

1000

1200

1400

со	Х и м и ч е с к и й
X Си	Х и м и ч е с к и й
Обо; чени	состав
	состав
1	100%	Z r 0 2
2	100%	Z r 0 2
3	92%	Zr0 2 ;
	8% CaO
4	90%	Zr0 2 ;
	10% MgO

		Т е м п е р а т у р
П л о т н о с т ь ,	П о р и с т о с т ь ,	ный	П р и м е ч а н и е ,	источ
кг/м3	%	и н т е р в а л ,	ник
		°С
		20—1500	Кубическая	струк
			тура [22]

—— 100—1250 Моноклинная

		структура [22]
5380	4,8 (кажу	1000—2000	Температура	обжи
(объемная)	щаяся)	га	1730° С [21]
5340	0	1000—2000	Температура	обжи
(объемная)		га	1730°С [30]

Обозна чение

•

Таблица 28-9

Характеристика образцов к рис. 28-4

Х и м и ч е с к и й		П о р и с т о с т ь ,
состав		%
100%	Z r 0 2	7,5
(основной оки		(кажу
сел	содержит	щаяся)
99% Zr02 )		6,5
99% Zr0 2 ; 1%		6,5
А1 2 0 3	(основной	(кажу
окисел	тот же)	щаяся)
95% Zr0 2 ; 5%		11
А1 2 0 3	(основной	(кажу
окисел	тот же)	щаяся)

Обозна чение •

•

Таблица 28-10

Характеристика образцов к рис. 28-5

Х и м и ч е с к и й		П о р и с т о с т ь
с о с т а в		%
100%	Z r 0 2	7,5
(основной оки		(кажу
сел	содержит	щаяся)
99% ZrOa )
99% Zr0 2 ; 1%		8,6
Fe03	(основной	(кажу
окисел	тот же)	щаяся)
95% Zr0 2 ; 5%		9,5
Fe03	(основной	(кажу
окисел	тот же)	щаяся)

X О) Обоз чени

							Таблица 28-11
	Характеристика образцов к рис. 28-6 [217]
							Т е м п е р а т у р
	Х и м и ч е с к и й		с о с т а в		П л о т н о с т ь ,	П о р и с т о с т ь ,	ный
	Х и м и ч е с к и й		с о с т а в		кг/м3	%	и н т е р в а л ,
							°С
92%	Zr0 2 ;	8%	CaO; Z r 0 2		5370	4	0—1400
повышенной		чистоты		(99,5%	(объемная)	(открытая)
Zr0 2 ;	0,1 Н Ю 2 ; 0,4%			осталь
ных примесей)
90%	Zr0 2 ;	10% CaO; Z r 0 2 —			5200	0	0-1500
та же					(объемная)
88%	Zr0 2 ;	12% CaO; Z r 0 2 —			4900	0	0—1500
та же					(объемная)

-с£\

-•і

ц.

V4 '

І -

200

/000

W 0

Рис. 28-7. Зависимость относительного удлинения дву

окиси

циркония

(стабилизированной

окисью кальция),

с добавками

разных

окислов

от температуры

(добавки

введены при 1710° С)

[228]

300

500

700

900

1100 13001500

0,1

• "

Рис. 28-8. Зависимость относительного

-0,2

удлинения двуокиси циркония с раз

-0,4

личными добавками MgO (обожжённая

--0,6

масса)

от температуры

[217]

-0,8

-1.0

200

400

600

800

1000 12001 °С

700 900

1100

1300

1500 1700

500

700

900 1100 1300 Т°К

1,4 г

" I

ч >

',0

1,2

0,8

0,4

' '

г .

(

±0

0,4

у• 4

t°c

оZOO 400 600

600

800

1000 1200 1400

800 WOO 1200

Рис. 28-9. Зависимость относительного

Рис. 28-10. Зависимость относитель

удлинения

двуокиси

циркония

(стабили

ного удлинения образцов из дву

зированной

MgO)

добавками

разных

окиси циркония

небольшими до

окислов от

температуры

бавками S i 0 2

от температуры в ин

тервале 200—1400° С [123]

Д о б а в к и введены после о б ж и г а при 1710° С [228] 17 К р ж и ж а н о в с к и й

Об о з н а

че н и е

•

О б о з н а ч е ние

Об о з н а

че н и е

	О б ъ е м н а я	П о р и с т о с т ь	Т е м п е р а т у р
Х и м и ч е с к и й с о с т а в			ный
	п л о т н о с т ь	( о т к р ы т а я )
			и н т е р в а л
	кг/м3
		. %	°С

Без добавок							5300	0	150—1350
Добавлено		3 мол. %			А 1 2 0 3		5110	3,5	250—1350 !
Добавлено 3 мол. %					Т і 0 2		5360	2,6	300—1300
Добавлено		3 мол. %			Si0 2		5140	3,3	350—1350 ;
Добавлено		2	мол. %		Р 2	0 5	5170	5,2	370—1200
									Таблица	28-13
	Характеристика					образцов к рис.		28-8
								О б ъ е м н а я	П о р и с т о с т ь
		Х и м и ч е с к и й с о с т а в						плотность	П о р и с т о с т ь
		Х и м и ч е с к и й с о с т а в						плотность	%
								кг/м3	%
92%	Zr0 2 ;		8%	MgO; Z r 0 2			повышен	5320	0,5
ной чистоты			(99,5%		Zr0 2 , 0,1% Н Ю 2 ,				открытая
0,4%	прочих		окислов)
90%	ZrOa ;		10%	MgO; Z r 0 2			— та же	5280	0
88%	Z r 0 2 ,		12%	MgO; ZrQ2			— та же	5200	0
									Таблица	28-14
	Характеристика					образцов к рис. 28-9
							О б ъ е м н а я	П о р и с т о с т ь	Т е м п е р а т у р
							О б ъ е м н а я	П о р и с т о с т ь	ный
Х и м и ч е с к и й с о с т а в							п л о т н о с т ь	о т к р ы т а я	ный
Х и м и ч е с к и й с о с т а в							п л о т н о с т ь	о т к р ы т а я	и н т е р в а л
							кг/м?	%	°С

1	Без добавок				5430	0	500—1250
2	Добавлено 3 мол. % Т Ю				5390	1,6	500—1250
3	Добавлено	3	мол. %	А1 2 0 3	5390	1,1	500—1200
4	Добавлено	3	мол. %	Si0 2	5100	6,2	500—1400

						Таблица 28-15
	Характеристика образцов				к рис. 28-10
О б о з н а		Х и м и ч е с к и й с о с т а в				П о р и с т о с т ь
О б о з н а						( к а ж у щ а я с я )
ч е н и е						( к а ж у щ а я с я )
•						%
•	100%	Z r 0 2	(основной		окисел	7,5
•	содержит 99% Zr02 )			(основной		6,6
	99%	Zr0 2 ;	1% Si0 2	(основной		6,6
	окисел	тот же)
	95%	Zr0 2 ;	5% Si0 2	(основной		3,1
	окисел	тот же)

	1,5	1	••• I	-•	1	I	1	г T		і	r "	"1	1	T		1		і
	1,0
	0,5								•*>									—•
	0,0					Ь-ГГ		'•wT	•*>									-a
								'•wT

						T													\
						T
	-0,5
§	-1,0																		Л
	-1,5
	-2,0
	-2,5
	-3,0
	-3,5					200		400	600		800		1000			1200			t,°c
	-200					200		400	600		800		1000			1200
Рис. 28-11.			Зависимость относительного удлинения двуокиси циркония
		с различными добавками							S i 0 2	от	температуры				[30]
											500	700	900		1100		1300 1500 Т,°К
										1,2 1			-1		- і — т				т		1
0,8	100	300		500		700														У /	і
0,8		1 I		- 1 — ~\— -\|— 1						1,0									/в*'—
0,6							7;°к			1,0									/в*'—
0,6									t	0,8									ґ'
0,4									t	0,8							"	I
0,4									-»і	о, Є					Г	*	"	I
0,2									-»і	о, Є					Г	*		\
0,2													у * >		''			\
0,0										0,4			fx					\
0,0		«• и	м										f						\\		,
-0,2		«• и	м							0,2		г							\\		,
-0,2										0,2		г
-0,4							t,°C					400	600	800		1000			1200 1400
-200		0		200		400						400	600	800		1000			1200 1400
Рис. 28-12. Зависимость относи									Рис. 28-13. Зависимость							относительного
тельного	удлинения			твердого			рас		удлинения двуокиси					циркония					с	различ
твора 3 Z r 0 2 +		N b 2 0 6		(70,8%			Z r 0 2 ,		ными	добавками			Р 2 0 5			от		температуры
29,2% Nb2 Os ) от температуры							в ин		в интервале				200—1400° С						1123]
тервале 20—450° С						301			О — Z r 0 2		6e3	примеси,		к а ж у щ а я с я					пористость
									О — Z r 0 2		6e3	примеси,		к а ж у щ а я с я					пористость
О б р а з е ц о б ж и г а л с я			2	ч	при	1485°		С,	7,5%;	•	—	ZrO„	с	1%		Р 2 0 , ,			к а ж у щ а я с я
	о х л а ж д е н и я			24	ч				п о р и с т о с т ь 11,9%;				п. —		Z r 0 2		с	5%		Р г О , , ка
											ж у щ а я с я		пористость					3,3%

17*

259

<<< < Предыдущая 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 2526 / 3426 27 28 29 30 31 32 33 34 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ

#
29.10.20237.46 Mб21Крейндлин Л.Н. Конструкции и производство щитовых дверей.pdf
#
19.10.20232.69 Mб14Кремень, З. И. Доводка плоских поверхностей.pdf
#
25.10.202317.57 Mб36Кремниевые планарные транзисторы..pdf
#
22.10.202318.68 Mб21Кремс, А. Я. Условия формирования и закономерности размещения залежей нефти и газа.pdf
#
25.10.202316.58 Mб41Кретович В.Л. Введение в энзимологию.pdf
#
25.10.202315.86 Mб56Кржижановский Р.Е. Теплофизические свойства неметаллических материалов (окислы) справ. кн.pdf
#
29.10.20238.06 Mб16Кривандин В.А Керамические рекуператоры.pdf
#
19.10.20233.31 Mб9Кривенко, Е. И. Технологические процессы на предприятиях автосервиса.pdf
#
22.10.202311.8 Mб97Кривовяз, Л. М. Практика оптической измерительной лаборатории.pdf
#
29.10.20233.09 Mб18Кривозуб Д.С. Агрегаты бесперебойного питания (лекция).pdf
#
19.10.20236 Mб30Кривоносов, А. И. Полупроводниковые датчики температуры.pdf