Какав је утицај оксида ретких земаља у керамичким премазима?

Керамика, метални материјали и полимерни материјали су наведени као три главна чврста материјала. Керамика има многа одлична својства, као што су отпорност на високе температуре, отпорност на корозију, отпорност на хабање, итд., јер је начин атомског везивања керамике јонска веза, ковалентна веза или мешана јонско-ковалентна веза са високом енергијом везе. Керамички премаз може променити изглед, структуру и перформансе спољашње површине подлоге, композит премаз-подлога је фаворизован због својих нових перформанси. Може органски комбиновати оригиналне карактеристике подлоге са карактеристикама отпорности на високе температуре, високе отпорности на хабање и високе отпорности на корозију керамичких материјала и дати пуну игру свеобухватним предностима две врсте материјала, тако да се широко користи у ваздухопловству , ваздухопловство, народна одбрана, хемијска индустрија и друге индустрије.

Ретке земље називају „ризницом“ нових материјала, због своје јединствене 4ф електронске структуре и физичких и хемијских својстава. Међутим, чисти метали ретких земаља се ретко користе директно у истраживању, а углавном се користе једињења ретких земаља. Најчешћа једињења су ЦеО2, Ла2О3, И2О3, ЛаФ3, ЦеФ, ЦеС и феросилицијум ретких земаља. Ова једињења ретких земаља могу побољшати структуру и својства керамичких материјала и керамичких премаза.

И Примена оксида ретких земаља у керамичким материјалима

Додавање реткоземних елемената као стабилизатора и помоћних средстава за синтеровање различитој керамици може смањити температуру синтеровања, побољшати чврстоћу и жилавост неке структуралне керамике и на тај начин смањити трошкове производње. Истовремено, елементи ретких земаља такође играју веома важну улогу у полупроводничким гасним сензорима, микроталасним медијима, пиезоелектричној керамици и другој функционалној керамици. Истраживање је показало да је додавање два или више оксида ретких земаља глиничкој керамици боље него додавање једног оксида ретких земаља глиничкој керамици. Након оптимизацијског теста, И2О3+ЦеО2 има најбољи ефекат. Када се дода 0,2%И2О3+0,2%ЦеО2 на 1490℃, релативна густина синтерованих узорака може да достигне 96,2%, што премашује густину узорака са било којим оксидом ретких земаља И2О3 или само ЦеО2.

Ефекат Ла2О3+И2О3, См2О3+Ла2О3 у промовисању синтеровања је бољи од додавања само Ла2О3, а отпорност на хабање је очигледно побољшана. Такође показује да мешање два оксида ретких земаља није једноставан додатак, већ постоји интеракција између њих, што је корисније за синтеровање и побољшање перформанси керамике од алуминијума, али принцип остаје да се проучи.

Поред тога, утврђено је да додавање мешаних оксида ретких земних метала као СИДА за синтеровање може побољшати миграцију материјала, промовисати синтеровање МгО керамике и побољшати густину. Међутим, када је садржај мешаног металног оксида већи од 15%, релативна густина се смањује, а отворена порозност се повећава.

Друго, утицај оксида ретких земаља на својства керамичких премаза

Постојећа истраживања показују да елементи ретких земаља могу да побољшају величину зрна, повећају густину, побољшају микроструктуру и прочисте интерфејс. Има јединствену улогу у побољшању чврстоће, жилавости, тврдоће, отпорности на хабање и отпорности на корозију керамичких премаза, што у одређеној мери побољшава перформансе керамичких премаза и шири опсег примене керамичких премаза.

1

Побољшање механичких својстава керамичких премаза оксидима ретких земаља

Оксиди ретких земаља могу значајно побољшати тврдоћу, чврстоћу на савијање и затезну чврстоћу керамичких премаза. Експериментални резултати показују да се затезна чврстоћа превлаке може ефикасно побољшати употребом Лао _ 2 као адитива у материјалу Ал2О3 + 3% ТиО _ 2, а затезна чврстоћа везе може да достигне 27,36 МПа када је количина Лао _ 2 6,0 %. Додавање ЦеО2 са масеним уделом од 3,0% и 6,0% у материјал Цр2О3, затезна чврстоћа превлаке је између 18~25МПа, што је веће од оригиналних 12~16МПа. Међутим, када је садржај ЦеО2 9,0%, затезна снага јачина везе се смањује на 12~15МПа.

2

Побољшање отпорности на термички удар керамичког премаза ретком земљом

Тест отпорности на топлотни удар је важан тест који квалитативно одражава снагу везе између премаза и подлоге и подударање коефицијента термичког ширења између премаза и подлоге. Он директно одражава способност премаза да се одупре љуштењу када се температура мења наизменично током употребе, а такође одражава способност премаза да се одупре замору од механичког удара и способност везивања са подлогом са стране. Стога је такође кључни фактор за процену квалитет керамичког премаза.

Истраживање показује да додатак 3,0% ЦеО2 може смањити порозност и величину пора у премазу и смањити концентрацију напрезања на ивици пора, чиме се побољшава отпорност на термички удар Цр2О3 премаза. Међутим, порозност Ал2О3 керамичке превлаке се смањила, а чврстоћа везивања и век трајања превлаке због термичког удара су се очигледно повећали након додавања ЛаО2. Када је количина додатка ЛаО2 6% (масени удио), отпорност премаза на топлотни удар је најбоља, а век трајања квара топлотног удара може да достигне 218 пута, док је век трајања превлаке без ЛаО2 само 163 пута. пута.

3

Оксиди ретких земаља утичу на отпорност премаза на хабање

Оксиди ретких земаља који се користе за побољшање отпорности на хабање керамичких премаза су углавном ЦеО2 и Ла2О3. Њихова хексагонална слојевита структура може показати добру функцију подмазивања и одржати стабилне хемијске особине на високој температури, што може ефикасно побољшати отпорност на хабање и смањити коефицијент трења.

Истраживање је показало да је коефицијент трења премаза са одговарајућом количином ЦеО2 мали и стабилан. Пријављено је да додавање Ла2О3 у цермет премаз на бази никла распршеног плазмом може очигледно смањити хабање трењем и коефицијент трења премаза, а коефицијент трења је стабилан са малим флуктуацијама. Површина хабања слоја облоге без ретких земаља показује озбиљну адхезију и крто ломљење и љуштење, међутим, премаз који садржи ретку земљу показује слабо пријањање на истрошену површину и нема знакова кртог ломљења велике површине. Микроструктура премаза допираног ретком земљом је гушћа и компактнија, а поре су смањене, што смањује просечну силу трења коју носе микроскопске честице и смањује трење и хабање Допирање ретких земаља такође може повећати растојање у кристалној равни кермета. на промену силе интеракције између две кристалне површине и смањује коефицијент трења.

резиме:

Иако су оксиди ретких земаља постигли велика достигнућа у примени керамичких материјала и премаза, који могу ефикасно да побољшају микроструктуру и механичка својства керамичких материјала и премаза, још увек постоје многа непозната својства, посебно у смањењу трења и хабања. чврстоћа и отпорност на хабање материјала сарађују са њиховим својствима подмазивања постала је важан правац вредан расправе у области трибологије.

Тел: +86-21-20970332Емаил:info@shxlchem.com