Kakav je utjecaj rijetkih zemaljskih oksida na keramičkim premazima?

Keramika, metalni materijali i polimerni materijali navedeni su kao tri glavna čvrsta materijala. Keramika ima mnogo izvrsnih svojstava, kao što su visoki otpor temperature, otpornost na koroziju, otpornost na habanje itd., Jer način atomskog povezivanja keramike je ionska veza, kovalentna veza ili miješana ion-kovalentna veza s visokom energijom veze. Keramički premaz može promijeniti izgled, strukturu i performanse vanjske površine supstrata, kompozit premaznih supstrata pogodovan je svojim novim performansama. Organski može kombinirati izvorne karakteristike supstrata s karakteristikama otpornosti na visoku temperaturu, visoke otpornosti na habanje i visoku otpornost na koroziju keramičkih materijala i pružiti potpunu igru ​​sveobuhvatnim prednostima dviju vrsta materijala, tako da se široko koristi u zrakoplovnim, zrakoplovnim, nacionalnoj obrani i drugim industrijama.

Rijetka zemlja naziva se "blagajnom kućom" novih materijala, zbog svoje jedinstvene elektroničke strukture 4F i fizičkih i kemijskih svojstava. Međutim, čisti rijetki metali Zemlje rijetko se koriste izravno u istraživanju, a rijetki se zemaljski spojevi uglavnom koriste. Najčešći spojevi su CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES i rijetka zemaljska ferosilikona. Ovi rijetki zemaljski spojevi mogu poboljšati strukturu i svojstva keramičkih materijala i keramičkih premaza.

I primjena rijetkih zemaljskih oksida u keramičkim materijalima

Dodavanje rijetkih zemaljskih elemenata kao stabilizatora i pomagala za sinterovanje u različitu keramiku može smanjiti temperaturu sinteriranja, poboljšati snagu i žilavost neke strukturne keramike i na taj način smanjiti troškove proizvodnje. Istodobno, rijetki elementi Zemlje također igraju vrlo važnu ulogu u senzorima plinova poluvodiča, mikrovalnim medijima, piezoelektričnoj keramici i drugoj funkcionalnoj keramici. Istraživanje je otkrilo da je, dodavanje dva ili više rijetkih zemaljskih oksida u keramiku glinice, bolje od dodavanja jednog rijetkog zemaljskog oksida keramici glinice. Nakon testa za optimizaciju, Y2O3+CEO2 ima najbolji učinak. Kada se dodaje 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 na 1490 ℃, relativna gustoća sinteriranih uzoraka može doseći 96,2%, što premašuje gustoću uzoraka s bilo kojim rijetkim zemaljskim oksidom Y2O3 ili CEO2.

Učinak LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 u promicanju sinterovanja bolji je od dodavanja samo LA2O3, a otpor habanja očito je poboljšan. Također pokazuje da miješanje dvaju rijetkih zemaljskih oksida nije jednostavan dodatak, ali postoji interakcija između njih, što je korisnije za sinteriranje i poboljšanje performansi keramike glinice, ali načelo ostaje da se proučava.

Osim toga, utvrđeno je da dodavanje miješanih oksida metala rijetkih zemalja kao pomagala za sintering može poboljšati migraciju materijala, promicati sinteriranje MGO keramike i poboljšati gustoću. Međutim, kada je sadržaj miješanog metalnog oksida veći od 15%, relativna gustoća smanjuje se i otvorena poroznost se povećava.

Drugo, utjecaj rijetkih zemaljskih oksida na svojstva keramičkih premaza

Postojeća istraživanja pokazuju da rijetki elementi Zemlje mogu pročistiti veličinu zrna, povećati gustoću, poboljšati mikrostrukturu i pročišćavati sučelje. Igra jedinstvenu ulogu u poboljšanju snage, žilavosti, tvrdoće, otpornosti na habanje i korozije otpornosti keramičkih premaza, što poboljšava performanse keramičkih premaza u određenoj mjeri i proširuje raspon nanošenja keramičkih premaza.

1

Poboljšanje mehaničkih svojstava keramičkih premaza rijetkim zemaljskim oksidima

Rijetki zemaljski oksidi mogu značajno poboljšati tvrdoću, čvrstoću savijanja i čvrstoću za zatezanje keramičkih premaza. Eksperimentalni rezultati pokazuju da se vlačna čvrstoća premaza može učinkovito poboljšati korištenjem LAO _ 2 kao aditiva u AL2O3+3% TIO _ 2 materijala, a čvrstoća zatezne veze može doseći 27,36MPA kada je količina LAO _ 2 6,0%. Dodajući CEO2 s masnom frakcijom od 3,0% i 6,0% u CR2O3 materijal, čvrstoća vezanja zatezanja premaza je između 18 ~ 25MPA, što je veće od originalnih 12 ~ 16MPa, kada je sadržaj CEO2 9,0%, čvrstoća zatezne veze smanjuje se na 12 ~ 15MPA.

2

Poboljšanje otpornosti na toplinski udar keramičkog premaza rijetkom Zemljom

Test otpornosti na toplinski udar važan je test koji kvalitativno odražava čvrstoću veza između premaza i supstrata i podudaranje koeficijenta toplinske ekspanzije između premaza i supstrata. Izravno odražava sposobnost prevlačenja da se odupire pilingu kada se temperatura naizmjenično mijenja tijekom upotrebe, a također odražava sposobnost prevlačenja da se odupire mehaničkim umornim udarima i sposobnoj sposobnoj sposobnosti s supstratom sa strane. Zbog toga je i ključni faktor za prosudbu kvalitete keramičkog premaza.

Istraživanje pokazuje da dodavanje 3,0%CEO2 može smanjiti poroznost i veličinu pora u premazu i smanjiti koncentraciju naprezanja na rubu pora, poboljšavajući tako otpornost na toplinski udar CR2O3 premaza. Međutim, poroznost AL2O3 keramičkog premaza smanjila se, a čvrstoća vezanja i trajanje toplinskog šoka na prevlaci očito su se pojavili nakon dodavanja LAO2. Kada je dodana količina LAO2 6% (masovna frakcija), otpor toplinskog udara premaza je najbolji, a život toplinskog šoka može dostići 218 puta, dok je život toplinskog šoka prevlaka bez LAO2 samo 163 puta.

3

Rijetki zemaljski oksidi utječu na otpornost na habanje premaza

Rijetki zemaljski oksidi koji se koriste za poboljšanje otpornosti na habanje keramičkih premaza uglavnom su CEO2 i LA2O3. Njihova šesterokutna slojevita struktura može pokazati dobru funkciju podmazivanja i održavati stabilna kemijska svojstva na visokoj temperaturi, što može učinkovito poboljšati otpornost na habanje i smanjiti koeficijent trenja.

Istraživanje pokazuje da je koeficijent trenja premaza s odgovarajućom količinom CEO2 mali i stabilan. Objavljeno je da dodavanje LA2O3 na plazmu prskano nikme na bazi nikla može očito smanjiti koeficijent trošenja trenja i koeficijenta trenja, a koeficijent trenja stabilan je s malo fluktuacije. Površina nošenja sloja obloga bez rijetke zemlje pokazuje ozbiljnu prianjanje i krhki prijelom i pljusak, međutim, premaz koji sadrži rijetku zemlju pokazuje slabu prianjanje na istrošenoj površini, a nema znaka krhkog pljuskanja velikog područja. Mikrostruktura rijetkih premaza za zemlju je gušća i kompaktnija, a pore se smanjuju, što smanjuje prosječnu silu trenja koja se nosi mikroskopskim česticama i smanjuje trenje i nositi doping rijetku zemlju, također može povećati udaljenost kristalne ravnine od cermeta, dovodi do promjene konrakcije između dvaju kristala.

Sažetak:

Iako su rijetki zemaljski oksidi postigli velika dostignuća u primjeni keramičkih materijala i premaza, koji mogu učinkovito poboljšati mikrostrukturu i mehanička svojstva keramičkih materijala i premaza, još uvijek postoje mnoga nepoznata svojstva, posebno u smanjenju trenja i trošenja. Kako je jačina i otpor materijala koji su u skladu s njihovim poljama postali važni.

Tel: +86-21-20970332E -pošta：info@shxlchem.com