鉻酸鑭陶瓷

鉻酸鑭陶瓷

主晶相為鉻酸鑭(LaCrO3)的陶瓷材料。具有立方晶系鈣鈦礦結構。密度6.5g/cm。熔點2490℃。100℃時電阻率1Ω·cm。向材料直接通電可發熱,其表面溫度可達2000℃,呈黑色或深墨綠色。室溫至1000℃的平均線熱膨脹係數為9.7×10/℃,室溫時導熱係數約為0.018J/(cm·s·℃)。

簡介

概述

主要原料為三氧化三鑭和氧化鉻。採用一般電子陶瓷工藝可製成棒形發熱體,經高溫燒結而成。用它製作的發熱體表面輻射率和熱效率都高,可在空氣中工作到1400℃,如溫度繼續升高則 揮發嚴重,因而使用受到限制。添加氧化鍶、氧化鋇可在一定程度上限制鉻的發揮,提高高溫氧化氣氛下的穩定性。

鉻酸鑭

鉻酸鑭(LaCrO)最先被用做磁流體發電機的電極材料,隨後在高溫電熱元件和固體氧化物燃料電池(solid oxide fIlel cells,SOFC)方面得到了廣泛套用。另外,LaCrO在負溫度係數(negatiVe temperature coemcient,NTC)熱敏電阻、等離子噴塗、磁性材料等方面的套用也不斷被拓展。LaCrO屬於鈣鈦礦型(ABO)複合氧化物,熔點為2490℃,耐腐蝕,高溫下具有良好的化學與物理穩定性。室溫下為正交結構(pbnmm空間群),其單胞由2個畸變的鈣鈦礦晶胞組成,其中cr 位於氧離子圍成的6配位八面體間隙中。

相關資料

導電性能

摻鈣LaCrO的高溫電阻率分段呈現半導體變化規律,符合Arrhenius公式。轉折溫度點對應正交向菱形的結構相變,且高溫下的菱形相有較低的電導活化能。隨著鈣含量的增加,相轉變溫度有所變大,Arrhenius線性轉折溫度有所增大,但電導活化能隨之減小。實驗選取的摻鈣量範圍內,在電價補償和氧空位補償兩種電荷補償機制的共同作用下,LaCaCrO樣品在剛玉管中比空氣中燒結後的室溫及高溫電阻率均略大,而LaCaCrO樣品兩者相差不大。

鉻酸鑭電熱元件

鉻酸鑭電熱元件在空氣中的使用溫度可達1900℃,其抗腐蝕性能優異,可以直接從室溫升溫,高溫下電阻隨溫度變化小,容易實現精確控溫。鉻酸鑭電熱元件可用於錄影機磁頭鐵氧體單晶的製備、寶石變色處理等方面,是最好的陶瓷電熱元件之一。國產的鉻酸鑭發熱元件的熱端在使用後發生了明顯的晶粒長大,晶粒內包裹著氣孔。日本產元件在使用後等軸晶的長大不明顯。國產的鉻酸鑭發熱元件在使用後存在調幅分解,日本產的元件未見調幅分解。國產的鉻酸鑭發熱元件尺寸為比較均勻的等軸晶,日本產元件除了小的等軸晶外還有一定比例形狀不規則的大晶粒,大晶粒的存在對改善元件的抗熱震性能是有利的。

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