氧化锆基传感器的电极性能的研究
发布时间：2021-04-12 13:20
炼钢过程中包含了一系列氧化还原过程，在这些氧化还原反应过程中一般会有氧元素参与，各个阶段对氧的含量也有不同要求，因此要求炼钢过程中能够准确、快速地测定钢水中氧含量及其变化。目前，钢水定氧探头在全世界范围消耗量每年超过400万支，就我国的消耗量而言，每年也在100万支左右，因而存在较大的市场。然而，国产定氧探头还存在一些问题，包括信号易波动、杂波较多、不稳定、定氧成功率低，只能用于高氧测量，低氧含量无法适用或测氧值偏差较大等问题，因此很大程度上依靠国外进口。由于发达国家的技术封锁，我国大部分钢厂每年都必须花费巨资进口此类产品。所以研发钢水定氧探头，对打破国外技术垄断，推动我国冶金技术进步有着极其重要的作用。本课题着力于钢水定氧探头的锆管和电极粉的制备及处理工艺研究。采用球磨法、沉淀法以及使用纳米粉体制备钢水定氧探头电极粉，通过电镜形貌分析，得出活性最佳的电极粉的制备方法，同时采用模型模拟分析其活性较佳的原因。采用凝胶注模的方法制备了氧化锆管，研究了分散剂种类、用量及固含量对浆料粘度的影响，制备的生坯烧结后致密度较高。将制备的电极粉装配制作定氧探头，进行现场测试并对获得的信号进行分析，得出...
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
2固体电解质"> 1.1 ZrO2固体电解质
1.1.1 固体电解质概述
2固体电解质结构特点"> 1.1.2 ZrO2固体电解质结构特点
2固体电解质导电机理"> 1.1.3 ZrO2固体电解质导电机理
1.2 钢水定氧概述
1.2.1 钢水定氧浓差电池的理论方程
1.2.2 定氧探头基本类型
1.2.3 定氧探头在炼钢中的应用
1.3 钢水定氧电极粉的组成及特性
1.4 定氧探头的测成率及其影响因素
1.5 本研究的目的、意义及主要研究内容
第2章 实验设备、材料、工艺流程及分析方法
2.1 实验用主要材料和设备
2.1.1 试验用主要材料
2.1.2 试验所用设备
2.2 研究的主要内容及技术路线
2.3 样品性能测试和表征
第3章 Cr 负载氧化物活性电极粉的制备和表征
3.1 活性电极粉的制备
3.2 样品表征
3.2.1 制备样品 XRD 分析
3.2.2 制备样品 SEM 形貌分析
3.2.3 活性电极粉反应模拟
3.3 本章小结
第4章 钢水定氧探头制作和现场测试
4.1 凝胶注模制备氧化锆管
4.1.1 分散剂对浆料粘度的影响
4.1.2 固相体积分数对浆料粘度及生坯锆管精度的影响
4.1.3 烧结温度对试样致密度的影响
4.2 定氧探头装配工艺流程流程
4.2.1 定氧半电池制作
4.2.2 定氧探头装配
4.3 样品测试实验
4.3.1 涟钢现场试验
4.3.2 现场测试记录曲线比较
4.4 测试曲线分析
4.4.1 电极粉预烧结对测试曲线的影响
4.4.2 微量氧化的加入对曲线峰值的影响
4.4.3 杂质对测试曲线的影响
4.4.4 定氧探头稳定性和重复性测试
4.5 本章小结
第5章 结论及展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]定氧技术在钢铁冶炼过程中的作用[J]. 吴建忠. 工业计量. 2012(S2)
[2]钢水定氧半电池电极粉的预处理工艺研究[J]. 谢光远,陈潜,高玉,刘虎. 武汉科技大学学报. 2012(01)
[3]钢液快速定氧传感器技术的发展[J]. 夏金峰,李强,蒋丹宇. 现代技术陶瓷. 2009(04)
[4]Nanostructured yttrium aluminum garnet powders synthesized by co-precipitation method using tetraethylenepentamine[J]. 李先学,王文菊. Journal of Rare Earths. 2009(06)
[5]固相含量对氧化锆陶瓷注凝成型的影响[J]. 王金锋,高雅春. 中国陶瓷. 2007(03)
[6]钢水定氧中共沉淀法制备MgO-PSZ粉末的工艺优化[J]. 谢光远,陈华登,郭密,闫绍盟,李平生. 传感技术学报. 2007(01)
[7]均相共沉淀法合成钇铝石榴石（YAG）纳米粉末的研究[J]. 张华山,荆敏,韩辉,苏春辉,邵晶,张洪波,候朝霞. 材料科学与工程学报. 2004(06)
[8]Pt/YSZ电极结构形貌对传感器特性的影响[J]. 简家文,杨邦朝,张益灿. 电子测量与仪器学报. 2004(04)
[9]定氧技术的现状及质量评价[J]. 邓茂焕,黄正. 工业计量. 2004(04)
[10]ZrO2氧传感器的发展与应用[J]. 王连红. 山东陶瓷. 2004(02)
硕士论文
[1]铁掺杂氧化锆固体电解质结构及性能研究[D]. 胡涛.武汉理工大学 2010
[2]ZrO2凝胶注模成型工艺研究[D]. 王培培.中国海洋大学 2009
[3]用于钢水定氧MgO-PSZ相变特性对抗热震性的影响研究[D]. 曾艳.武汉科技大学 2008
本文编号：3133368
【文章来源】：武汉科技大学湖北省
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第1章 文献综述
2固体电解质"> 1.1 ZrO2固体电解质
1.1.1 固体电解质概述
2固体电解质结构特点"> 1.1.2 ZrO2固体电解质结构特点
2固体电解质导电机理"> 1.1.3 ZrO2固体电解质导电机理
1.2 钢水定氧概述
1.2.1 钢水定氧浓差电池的理论方程
1.2.2 定氧探头基本类型
1.2.3 定氧探头在炼钢中的应用
1.3 钢水定氧电极粉的组成及特性
1.4 定氧探头的测成率及其影响因素
1.5 本研究的目的、意义及主要研究内容
第2章 实验设备、材料、工艺流程及分析方法
2.1 实验用主要材料和设备
2.1.1 试验用主要材料
2.1.2 试验所用设备
2.2 研究的主要内容及技术路线
2.3 样品性能测试和表征
第3章 Cr 负载氧化物活性电极粉的制备和表征
3.1 活性电极粉的制备
3.2 样品表征
3.2.1 制备样品 XRD 分析
3.2.2 制备样品 SEM 形貌分析
3.2.3 活性电极粉反应模拟
3.3 本章小结
第4章 钢水定氧探头制作和现场测试
4.1 凝胶注模制备氧化锆管
4.1.1 分散剂对浆料粘度的影响
4.1.2 固相体积分数对浆料粘度及生坯锆管精度的影响
4.1.3 烧结温度对试样致密度的影响
4.2 定氧探头装配工艺流程流程
4.2.1 定氧半电池制作
4.2.2 定氧探头装配
4.3 样品测试实验
4.3.1 涟钢现场试验
4.3.2 现场测试记录曲线比较
4.4 测试曲线分析
4.4.1 电极粉预烧结对测试曲线的影响
4.4.2 微量氧化的加入对曲线峰值的影响
4.4.3 杂质对测试曲线的影响
4.4.4 定氧探头稳定性和重复性测试
4.5 本章小结
第5章 结论及展望
致谢
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]定氧技术在钢铁冶炼过程中的作用[J]. 吴建忠. 工业计量. 2012(S2)
[2]钢水定氧半电池电极粉的预处理工艺研究[J]. 谢光远,陈潜,高玉,刘虎. 武汉科技大学学报. 2012(01)
[3]钢液快速定氧传感器技术的发展[J]. 夏金峰,李强,蒋丹宇. 现代技术陶瓷. 2009(04)
[4]Nanostructured yttrium aluminum garnet powders synthesized by co-precipitation method using tetraethylenepentamine[J]. 李先学,王文菊. Journal of Rare Earths. 2009(06)
[5]固相含量对氧化锆陶瓷注凝成型的影响[J]. 王金锋,高雅春. 中国陶瓷. 2007(03)
[6]钢水定氧中共沉淀法制备MgO-PSZ粉末的工艺优化[J]. 谢光远,陈华登,郭密,闫绍盟,李平生. 传感技术学报. 2007(01)
[7]均相共沉淀法合成钇铝石榴石（YAG）纳米粉末的研究[J]. 张华山,荆敏,韩辉,苏春辉,邵晶,张洪波,候朝霞. 材料科学与工程学报. 2004(06)
[8]Pt/YSZ电极结构形貌对传感器特性的影响[J]. 简家文,杨邦朝,张益灿. 电子测量与仪器学报. 2004(04)
[9]定氧技术的现状及质量评价[J]. 邓茂焕,黄正. 工业计量. 2004(04)
[10]ZrO2氧传感器的发展与应用[J]. 王连红. 山东陶瓷. 2004(02)
硕士论文
[1]铁掺杂氧化锆固体电解质结构及性能研究[D]. 胡涛.武汉理工大学 2010
[2]ZrO2凝胶注模成型工艺研究[D]. 王培培.中国海洋大学 2009
[3]用于钢水定氧MgO-PSZ相变特性对抗热震性的影响研究[D]. 曾艳.武汉科技大学 2008
本文编号：3133368
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3133368.html
