Apakah pengaruh oksida nadir bumi dalam lapisan seramik?

Seramik, bahan logam dan bahan polimer disenaraikan sebagai tiga bahan pepejal utama. Seramik mempunyai banyak sifat yang sangat baik, seperti rintangan suhu tinggi, rintangan kakisan, rintangan haus, dan lain-lain, kerana mod ikatan atom seramik adalah ikatan ionik, ikatan kovalen atau ikatan ion kovalen campuran dengan tenaga ikatan yang tinggi. Salutan seramik boleh mengubah penampilan, struktur dan prestasi permukaan luar substrat, komposit lapisan substrat disukai untuk prestasi barunya. Ia secara organik boleh menggabungkan ciri -ciri asal substrat dengan ciri -ciri rintangan suhu tinggi, rintangan haus yang tinggi dan rintangan kakisan yang tinggi terhadap bahan -bahan seramik, dan memberi permainan penuh kepada kelebihan komprehensif dari kedua -dua jenis bahan, jadi ia digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, penerbangan, pertahanan negara, industri kimia dan industri lain.

Nade Earth dipanggil "rumah harta karun" bahan -bahan baru, kerana struktur elektronik 4F yang unik dan sifat fizikal dan kimia. Walau bagaimanapun, logam nadir bumi tulen jarang digunakan secara langsung dalam penyelidikan, dan sebatian nadir bumi kebanyakannya digunakan. Sebatian yang paling biasa ialah CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES dan Ferrosilicon Nade Earth. Sebatian nadir bumi ini dapat memperbaiki struktur dan sifat bahan seramik dan salutan seramik.

Saya menggunakan oksida nadir bumi dalam bahan seramik

Menambah unsur -unsur nadir bumi sebagai penstabil dan bantuan sintering kepada seramik yang berbeza dapat mengurangkan suhu sintering, meningkatkan kekuatan dan ketangguhan beberapa seramik struktur, dan dengan itu mengurangkan kos pengeluaran. Pada masa yang sama, unsur -unsur nadir bumi juga memainkan peranan yang sangat penting dalam sensor gas semikonduktor, media gelombang mikro, seramik piezoelektrik dan seramik berfungsi lain. Penyelidikan mendapati bahawa, menambah dua atau lebih oksida nadir bumi untuk seramik alumina bersama -sama adalah lebih baik daripada menambah satu oksida nadir tunggal kepada seramik alumina. Selepas ujian pengoptimuman, Y2O3+CEO2 mempunyai kesan terbaik. Apabila 0.2%Y2O3+0.2%CEO2 ditambah pada 1490 ℃, ketumpatan relatif sampel sintered dapat mencapai 96.2%, yang melebihi kepadatan sampel dengan mana -mana nadir oksida Y2O3 atau CEO2 sahaja.

Kesan LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 dalam mempromosikan sintering adalah lebih baik daripada menambah LA2O3, dan rintangan haus jelas bertambah baik. Ia juga menunjukkan bahawa pencampuran dua oksida nadir bumi bukanlah tambahan yang mudah, tetapi terdapat interaksi di antara mereka, yang lebih bermanfaat untuk peningkatan sintering dan prestasi seramik alumina, tetapi prinsipnya masih perlu dikaji.

Di samping itu, didapati bahawa penambahan oksida logam nadir bumi bercampur sebagai alat bantuan sintering dapat meningkatkan penghijrahan bahan, mempromosikan sintering seramik MGO dan meningkatkan ketumpatan. Walau bagaimanapun, apabila kandungan oksida logam campuran lebih daripada 15%, ketumpatan relatif berkurangan dan porositi terbuka meningkat.

Kedua, pengaruh oksida nadir bumi pada sifat -sifat salutan seramik

Penyelidikan sedia ada menunjukkan bahawa unsur -unsur nadir bumi dapat memperbaiki saiz bijian, meningkatkan ketumpatan, meningkatkan mikrostruktur dan membersihkan antara muka. Ia memainkan peranan yang unik dalam meningkatkan kekuatan, ketangguhan, kekerasan, rintangan haus dan ketahanan kakisan salutan seramik, yang meningkatkan prestasi salutan seramik ke tahap tertentu dan memperluaskan pelbagai aplikasi salutan seramik.

1

Penambahbaikan sifat mekanikal salutan seramik oleh oksida nadir bumi

Oksida nadir bumi dapat meningkatkan kekerasan, kekuatan lentur dan kekuatan ikatan tegangan salutan seramik. Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa kekuatan tegangan salutan dapat diperbaiki dengan berkesan dengan menggunakan Lao _ 2 sebagai bahan tambahan dalam bahan Al2O3+3% TiO _ 2, dan kekuatan ikatan tegangan dapat mencapai 27.36MPa apabila jumlah Lao _ 2 adalah 6.0%. Menambah CEO2 dengan pecahan massa sebanyak 3.0% dan 6.0% ke dalam bahan CR2O3, kekuatan ikatan tegangan salutan adalah antara 18 ~ 25MPa, yang lebih besar daripada asal 12 ~ 16MPA bagaimanapun, apabila kandungan CEO2 adalah 9.0%, kekuatan ikatan tegangan berkurangan kepada 12 ~ 15MPA.

2

Peningkatan rintangan kejutan haba salutan seramik oleh nadir bumi

Ujian rintangan kejutan haba adalah ujian penting untuk mencerminkan kekuatan ikatan secara kualitatif antara salutan dan substrat dan pemadanan pekali pengembangan haba antara salutan dan substrat. Ia secara langsung mencerminkan keupayaan salutan untuk menahan mengelupas apabila suhu berubah secara bergantian semasa penggunaan, dan juga mencerminkan keupayaan salutan untuk menahan keletihan kejutan mekanikal dan keupayaan ikatan dengan substrat dari sisi. Oleh itu, ia juga merupakan faktor utama untuk menilai kualiti salutan seramik.

Penyelidikan menunjukkan bahawa penambahan 3.0%CEO2 dapat mengurangkan keliangan dan saiz liang dalam salutan, dan mengurangkan kepekatan tekanan di pinggir liang, sehingga meningkatkan rintangan kejutan haba salutan CR2O3. Walau bagaimanapun, keliangan salutan seramik Al2O3 menurun, dan kekuatan ikatan dan kegagalan kejutan haba salutan meningkat dengan jelas selepas menambah LaO2. Apabila jumlah tambahan LaO2 adalah 6% (pecahan massa), rintangan kejutan haba salutan adalah yang terbaik, dan kehidupan kegagalan kejutan haba dapat mencapai 218 kali, sementara kehidupan kejutan haba salutan tanpa LaO2 hanya 163 kali.

3

Oksida nadir bumi mempengaruhi rintangan haus salutan

Oksida nadir bumi yang digunakan untuk meningkatkan rintangan haus salutan seramik kebanyakannya CEO2 dan LA2O3. Struktur berlapis heksagon mereka dapat menunjukkan fungsi pelinciran yang baik dan mengekalkan sifat kimia yang stabil pada suhu tinggi, yang dapat meningkatkan rintangan haus dan mengurangkan pekali geseran.

Penyelidikan menunjukkan bahawa pekali geseran salutan dengan jumlah CEO2 yang betul adalah kecil dan stabil. Telah dilaporkan bahawa menambah LA2O3 ke plasma disembur salutan Cermet berasaskan nikel jelas dapat mengurangkan pakaian geseran dan pekali geseran salutan, dan pekali geseran stabil dengan sedikit turun naik. Permukaan memakai lapisan pelapisan tanpa bumi menunjukkan lekatan yang serius dan patah rapuh dan spalling, bagaimanapun, salutan yang mengandungi nadir bumi menunjukkan lekatan yang lemah pada permukaan yang dipakai, dan tidak ada tanda-tanda rapuh rapuh kawasan besar. Struktur mikro salutan langka bumi yang lebih padat dan lebih padat, dan liang-liang dikurangkan, yang mengurangkan daya geseran purata yang ditanggung oleh zarah-zarah mikroskopik dan mengurangkan geseran dan memakai doping nadir bumi juga boleh meningkatkan jarak pesawat kristal cermet, ia menyebabkan perubahan interaksi antara kedua-dua kristal.

Ringkasan:

Walaupun oksida nadir bumi telah membuat pencapaian yang besar dalam penggunaan bahan -bahan seramik dan pelapis, yang secara efektif dapat memperbaiki struktur mikro dan mekanikal bahan -bahan seramik dan salutan, masih terdapat banyak sifat yang tidak diketahui, terutama dalam mengurangkan geseran dan haus.

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