探头不是银子做的,是氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。
参考百度百科:氧化锆探头是利用氧化锆浓差电势来测定氧含量的传感器,其核心的氧化锆管安置在一微型电炉内,位于整个探头的顶端。氧化锆管是由氧化锆材料掺以一定量的氧化钇或氧化钙经高温烧结后形成的稳定的氧化锆陶瓷烧结体。由于它的立方晶格中含有氧离子空穴,因此在高温下它是良好的氧离子导体。因其这一特性,在一定高温下,当锆管两边的氧含量不同时,它便是一个典型的氧浓差电池,在此电池中,空气是参比气,它与烟气分别位于内外电极。 该传感器适用于锅炉、窑炉、石油、化工、发电厂等需用煤、油等加热燃烧的炉膛及烟道,氧含量的测量,能准确、快速的反映炉膛燃烧时的即时氧含量。可及时有效的控制烟道挡板、油门、风门等,对提高燃烧热效率、节约能源、减少污染有明显的作用。氧化锆探头插入点的烟道必须为负压,因为氧化锆探头的参比气为空气,是自然流动的,烟道必须为负压才可以使空气吸入探头产生电势。
时间: 2016-2-4 13:14:16 来源:浏览次数:0
自然界的氧化锆(ZrO2)矿物原料,主要有斜锆石和锆英石。锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4.6-4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽。纯的氧化锆是一种高级耐火原料,其熔融温度约为2900℃。
纯净的氧化锆是白色固体,含有杂质时会显现灰色或淡黄色,添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22,理论密度是5.89g/cm3,熔点为2715℃。氧化锆有三种晶体形态:单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现,加热到1100℃左右转变为四方相,加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化,冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化,容易造成产品的开裂,限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后,四方相可以在常温下稳定,因此在加热以后不会发生体积的突变,大大拓展了氧化锆的应用范围。
由于氧化锆材料具有高硬度,高强度,高韧性,极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的物化性能,氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。
1989年能斯特(Nernst)发现稳定氧化锆在高温下呈现的离子导电现象。从此氧化锆成为研究和开发应用最普遍的一种固体电解质,它已在高温技术,特别是高温测试技术上得到广泛应用。由于氧探头与现有测氧仪表(如磁氧分析器、电化学式氧量计、气象色谱仪等)相比,具有结构简单,响应时间短(0.1s~0.2s),测量范围宽(从ppm到百分含量),使用温度高(600℃~1200℃),运行可靠,安装方便,维护量小等优点,因此在冶金、化工、电力、陶瓷、汽车、环保等工业部门得到广泛的应用。
氧化锆氧探头的测氧原理
氧化锆的导电机理:电解质溶液靠离子导电,具有离子导电性质的固体物质称为固体电解质。固体电解质是离子晶体结构,靠空穴使离子运动导电,与P型半导体空穴导电的机理相似。
纯氧化锆(ZrO2)不导电,掺杂一定比例的低价金属物作为稳定剂,如氧化钙(CaO2)、氧化镁(MgO)、氧化钇(Y2O3),就具有高温导电性,成为氧化锆固体电解质。
为什么加入稳定剂后,氧化锆就会具有很高的离子导电性呢?
这是因为,掺有少量CaO2 的ZrO2混合物,在结晶过程中,钙离子进入立方晶体中,置换了锆离子。由于锆离子是+4价,而钙离子是+2价,一个钙离子进入晶体,只带入了一个氧离子,而被置换出来的锆离子带出了两个氧离子,结果,在晶体中便留下了一个氧离子空穴。例如:(ZrO2)0.85 (CaO2)0.15这样的氧化锆(氧化锆的摩尔分数为85%、氧化钙的摩尔分数是15%),则具有7。5%的摩尔分数的氧离子空穴,是成了一种良好的氧离子固体电解质。