מה ההשפעה של תחמוצות אדמה נדירות בציפויים קרמיים?

קרמיקה, חומרי מתכת וחומרי פולימר רשומים כשלושת החומרים המוצקים העיקריים. לקרמיקה יש הרבה תכונות מצוינות, כמו עמידות לטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני קורוזיה, עמידות בלאי וכו ', מכיוון שמצב הקשר האטומי של קרמיקה הוא קשר יוני, קשר קוולנטי או קשר מעורב-קוואליטי עם אנרגיית קשר גבוהה. ציפוי קרמי יכול לשנות את המראה, המבנה והביצועים של המשטח החיצוני של המצע, מורכב מצעית ציפוי מועדף על הביצועים החדשים שלו. זה יכול לשלב באופן אורגני את המאפיינים המקוריים של מצע עם המאפיינים של עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני שחיקה גבוהה ועמידות בפני קורוזיה גבוהה של חומרים קרמיים, ולהעניק משחק מלא ליתרונות המקיפים של שני סוגי החומרים, ולכן הוא נמצא בשימוש נרחב בתעשייה, תעופה, הגנה לאומית, תעשיות כימיות ותעשיות אחרות.

כדור הארץ הנדיר נקרא "בית האוצר" של חומרים חדשים, בגלל המבנה האלקטרוני הייחודי שלו 4F ותכונות פיזיקליות וכימיות. עם זאת, לעיתים רחוקות משתמשים במתכות אדמה נדירות טהורות ישירות במחקר, ומשמשות לרוב תרכובות אדמה נדירות. התרכובות הנפוצות ביותר הן CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES ואדמה נדירה פרוסיליקון. תרכובות אדמה נדירות אלה יכולות לשפר את המבנה והתכונות של חומרי קרמיקה וציפוי קרמי.

אני יישום תחמוצות אדמה נדירות בחומרים קרמיים

הוספת יסודות אדמה נדירים כמייצבים ועזרי סינון לקרמיקה שונה יכולה להפחית את טמפרטורת הסינון, לשפר את חוזק וקשיחותו של קרמיקה מבנית כלשהי, ובכך להפחית את עלות הייצור. יחד עם זאת, אלמנטים נדירים של כדור הארץ ממלאים גם תפקיד חשוב מאוד בחיישני גז מוליכים למחצה, מדיה במיקרוגל, קרמיקה פיזואלקטרית וקרמיקה פונקציונלית אחרת. המחקר מצא כי הוספת שתי תחמוצות אדמה נדירות או יותר לקרמיקה אלומינה יחד טובה יותר מאשר להוסיף תחמוצת אדמה נדירה אחת לקרמיקה של אלומינה. לאחר בדיקת אופטימיזציה, ל- Y2O3+CEO2 יש את ההשפעה הטובה ביותר. כאשר 0.2%Y2O3+0.2%CEO2 מתווסף ב 1490 ℃, הצפיפות היחסית של דגימות סינטריות יכולה להגיע ל 96.2%, מה שעולה על צפיפות הדגימות עם כל תחמוצת אדמה נדירה Y2O3 או CEO2 בלבד.

ההשפעה של LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 בקידום סינון טובה יותר מזו של הוספת רק LA2O3, וברור כי התנגדות הבלאי משופרת. זה גם מראה כי ערבוב של שתי תחמוצות אדמה נדירות אינו תוספת פשוטה, אך יש אינטראקציה ביניהם, וזה מועיל יותר לסינון ושיפור הביצועים של קרמיקה של אלומינה, אך נותר לעיקרון.

בנוסף, נמצא כי תוספת של תחמוצות מתכת אדמה נדירות מעורבות כעזרי סינון יכולה לשפר את נדידת החומרים, לקדם את הסינון של קרמיקה של MGO ולשפר את הצפיפות. עם זאת, כאשר התוכן של תחמוצת מתכת מעורבת הוא יותר מ- 15%, הצפיפות היחסית פוחתת והנקבוביות הפתוחה עולה.

שנית, ההשפעה של תחמוצות אדמה נדירות על תכונותיהם של ציפוי קרמיקה

מחקרים קיימים מראים כי יסודות כדור הארץ נדירים יכולים לצמצם את גודל התבואה, להגביר את הצפיפות, לשפר את המיקרו -מבנה ולטהר את הממשק. הוא ממלא תפקיד ייחודי בשיפור הכוח, הקשיחות, הקשיות, התנגדות ללבוש ועמידות בפני קורוזיה של ציפוי קרמיקה, המשפרת את הביצועים של ציפוי קרמיקה במידה מסוימת ומרחיבה את מגוון היישומים של ציפויי קרמיקה.

1

שיפור התכונות המכניות של ציפוי קרמיקה על ידי תחמוצות אדמה נדירות

תחמוצות אדמה נדירות יכולות לשפר משמעותית את הקשיות, חוזק הכיפוף ואת חוזק מליטה מתיחה של ציפוי קרמיקה. תוצאות הניסוי מראות כי ניתן לשפר ביעילות את חוזק המתיחה של הציפוי על ידי שימוש ב- LAO _ 2 כתוסף בחומר AL2O3+3% TIO _ 2, וכוח הקשר המתיחה יכול להגיע ל 27.36MPA כאשר הכמות של LAO _ 2 היא 6.0%. הוספת CEO2 עם שבריר המוני של 3.0% ו- 6.0% לחומר CR2O3, חוזק ההדבקה במתיחה של הציפוי הוא בין 18 ~ 25MPA, שהוא גדול יותר מאשר 12 ~ 16MPA המקורי עם זאת, כאשר התוכן של CEO2 הוא 9.0%, חוזק הקשר המתיחה יורד ל 12 ~ 15MPA.

2

שיפור התנגדות הלם תרמי של ציפוי קרמיקה על ידי כדור הארץ הנדיר

מבחן התנגדות לזעזוע תרמי הוא מבחן חשוב המשקף באופן איכותי את חוזק ההדבקה בין ציפוי למצע והתאמת מקדם ההתרחבות התרמי בין ציפוי למצע. זה משקף ישירות את היכולת של הציפוי להתנגד לקילוף כאשר הטמפרטורה משתנה לסירוגין במהלך השימוש, ומשקפת גם את היכולת של הציפוי להתנגד לעייפות הלם מכני ויכולת קשרים עם מצע מהצד. לכן, זהו גם גורם המפתח לשפוט את איכות הציפוי הקרמי.

המחקר מראה כי תוספת של 3.0%CEO2 יכולה להפחית את הנקבוביות ואת גודל הנקבוביות בציפוי, ולהפחית את ריכוז הלחץ בקצה הנקבוביות, ובכך לשפר את עמידות ההלם התרמי של ציפוי CR2O3. עם זאת, נקבוביותו של ציפוי קרמיקה Al2O3 פחתה, וכוח ההדבקה וכישלון ההלם התרמי של הציפוי עלו ברור לאחר הוספת LAO2. כאשר כמות התוספת של LAO2 היא 6% (שבריר המוני), התנגדות ההלם התרמי של הציפוי היא הטובה ביותר, וחיי כישלון ההלם התרמי יכולים להגיע 218 פעמים, ואילו חיי כישלון ההלם התרמי של הציפוי ללא LAO2 הם רק 163 פעמים.

3

תחמוצות אדמה נדירות משפיעות על התנגדות השחיקה של ציפויים

תחמוצות האדמה הנדירות המשמשות לשיפור התנגדות הבלאי של ציפוי קרמיקה הן בעיקר CEO2 ו- LA2O3. המבנה השכבה המשושה שלהם יכול להראות תפקוד שימון טוב ולשמור על תכונות כימיות יציבות בטמפרטורה גבוהה, שיכולים לשפר ביעילות את עמידות השחיקה ולהפחית את מקדם החיכוך.

המחקר מראה כי מקדם החיכוך של הציפוי עם כמות נאותה של CEO2 הוא קטן ויציב. דווח כי הוספת ציפוי Cermet מבוסס LA2O3 לפלזמה מרוסס ניקל יכולה כמובן להפחית את שחיקת החיכוך ומקדם הציפוי של חיכוך, ומקדם החיכוך יציב עם מעט תנודות. משטח השחיקה של שכבת החיפוי ללא אדמה נדירה מראה על הידבקות חמורות ושבר שביר ושיבוץ, עם זאת, הציפוי המכיל כדור הארץ נדיר מראה על הידבקות חלשה על המשטח השחוק, ואין שום סימן לבלבול שביר בשטח גדול. מבנה המיקרו של ציפוי נדיר מסומם באדמה הוא צפוף וקומפקטי יותר, והנקבוביות מצטמצמות, מה שמפחית את כדור הארץ הממוצע יכול גם להגביר את מרחק המישור המיקרוסקופי ומפחית את החיכוך וללבוש סמים נדירים את מרחק מישור הגביש של Cermets, הוא מוביל לשינוי כוח האינטראקציה בין שני הפנים הגבישיות ומפחית את מצלם המשך.

תַקצִיר:

למרות שתחמוצות אדמה נדירות השמיעו הישגים גדולים ביישום חומרים וציפויים קרמיים, שיכולים לשפר ביעילות את המיקרו -מבנה ואת התכונות המכניות של חומרים קרמיים וציפויים, עדיין ישנם תכונות לא ידועות רבות, במיוחד בהפחתת החיכוך והבלאי. כיצד להפוך את חוזק ודיון של חומרים עם חומרים עם שיתוף השומבים שלהם, הפך לכיוון חשוב לדיון.

טל ': +86-21-20970332אֶלֶקטרוֹנִי：info@shxlchem.com