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格。
（圖片來源于山東宏瑞耐火材料科技有限公司）
應該選什么樣的氧化鋯
高性能MnZn鐵氧體，特別是高磁導率材料的起始磁導率對Zn含量極其敏感。在燒結(jié)過程中，往往由于Zn的燒損導致磁導率下降。
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，當體積變化產(chǎn)生的應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，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、承燒板應具有高溫下的化學穩(wěn)定性
承燒板應具有高溫下的化學穩(wěn)定性，不與被燒結(jié)體發(fā)生高溫反應，不影響鐵氧體的性能。
2、承燒板應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重影響其使用壽命，所以鐵氧體生產(chǎn)者和承燒板供應者都十分關心承燒板的抗熱震性能。材料的抗熱震性與材料的強度、熱導率、膨脹系數(shù)等有關。
3、承燒板材料應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，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陶瓷強度、韌性的關鍵，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承燒板抗折強度及氣孔率
經(jīng)熱處理后Ca-PSZ材料的單斜鋯含量遠遠高于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，在材料中產(chǎn)生一定量的微裂紋，使得材料的抗折強度下降，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最少，有利于保持鐵氧體的磁導率，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)中也得到了相當普遍的應用。
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)相應配方和模具，并且還需要客戶試用合格后才能進行技術(shù)定型和批量生產(chǎn)。
參考文獻：
[1]宋先剛等.MnZn鐵氧體承燒板性能的比較.佛山陶瓷
[2]何國明等.莫來石-剛玉質(zhì)承燒板的研制.江蘇陶瓷
[3]朱運新等.氧化鋯陶瓷承燒板的特性及其在MnZn鐵氧體燒結(jié)中的應用
[4]邱衍嵩等.等離子噴涂承燒板的生產(chǎn)工藝研究
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除
