Який вплив рідкісних оксидів землі в керамічних покриттях?

Кераміка, металеві матеріали та полімерні матеріали вказані як три основні тверді матеріали. Кераміка має багато чудових властивостей, таких як висока температура, резистентність до корозій, стійкість до зносу тощо, оскільки режим атомного зв’язку кераміки-це іонна зв'язок, ковалентний зв’язок або змішаний іон-козалентний зв’язок з високою енергією зв'язку. Керамічне покриття може змінити зовнішній вигляд, структуру та продуктивність зовнішньої поверхні підкладки, композиція покриття-субстрата надає перевагу новим продуктивністю. Він може органічно поєднувати оригінальні характеристики субстрату з характеристиками високої температурної стійкості, високої стійкості до зносу та високою корозійною стійкістю керамічних матеріалів, і надати повну гру за всебічні переваги двох видів матеріалів, тому широко використовується в аерокосмічній, авіаційній, національній обороні, хімічній промисловості та інших галузях.

Рідкісна Земля називається «будинком скарбів» нових матеріалів через її унікальну електронну структуру 4F та фізичні та хімічні властивості. Однак чисті рідкісні земні метали рідко використовуються безпосередньо в дослідженнях, і в основному використовуються рідкісні земні сполуки. Найпоширенішими сполуками є CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES та рідкісна земна феросилікон. Ці рідкісні земні сполуки можуть покращити структуру та властивості керамічних матеріалів та керамічних покривів.

Я застосування рідкісних оксидів землі в керамічних матеріалах

Додавання рідкісних земельних елементів як стабілізаторів та посібників для спікання різній кераміці може знизити температуру спікання, покращити міцність і міцність певної структурної кераміки і, таким чином, зменшити виробничі витрати. У той же час, рідкісні земляні елементи також відіграють дуже важливу роль у напівпровідникових датчиках газу, мікрохвильових середовищах, п'єзоелектричних кераміках та іншій функціональній кераміці. Дослідження показало, що додавання двох або більше рідкісних оксидів землі до глиноземної кераміки разом краще, ніж додавання одного рідкісного оксиду землі до кераміки глинозему. Після оптимізаційного тесту, y2O3+CEO2 має найкращий ефект. Коли 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 додається при 1490 ℃, відносна щільність спірованих зразків може досягати 96,2%, що перевищує щільність зразків з будь -якими рідкісними оксидами землі Y2O3 або CEO2.

Ефект LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 у сприянні спікання краще, ніж додавання лише LA2O3, і стійкість до зносу, очевидно, покращується. Це також показує, що змішування двох рідкісних оксидів Землі не є простим доповненням, але між ними існує взаємодія, що є більш корисним для поліпшення спікання та ефективності кераміки глинозему, але принцип залишається вивчити.

Крім того, встановлено, що додавання змішаних рідкісних оксидів металів як СНІДу, що спрямовуються, може покращити міграцію матеріалів, сприяти спіляції кераміки MGO та покращити щільність. Однак, коли вміст змішаного оксиду металу становить більше 15%, відносна щільність зменшується і відкрита пористість збільшується.

По -друге, вплив рідкісних оксидів землі на властивості керамічних покриттів

Існуючі дослідження показують, що рідкісні елементи Землі можуть вдосконалювати розмір зерна, збільшувати щільність, покращити мікроструктуру та очистити інтерфейс. Він відіграє унікальну роль у покращенні сили, міцності, твердості, стійкості до зносу та корозійної стійкості керамічних покриттів, що певною мірою покращує продуктивність керамічних покриттів та розширює діапазон застосування керамічних покриттів.

1

Поліпшення механічних властивостей керамічних покриттів рідкісними оксидами Землі

Рідкісні оксиди Землі можуть значно покращити твердість, міцність на згинання та міцність на розрив керамічних покриттів. Експериментальні результати показують, що міцність на розрив покриття може бути ефективно покращена, використовуючи LAO _ 2 як добавку в матеріалі Al2O3+3% TiO _ 2, а міцність на розрив може досягати 27,36 мпА, коли кількість LAO _ 2 становить 6,0%. Додавання CEO2 з масовою часткою 3,0% та 6,0% до матеріалу CR2O3, міцність на розтягнення покриття становить від 18 ~ 25 мПа, що більше, ніж початкова 12 ~ 16 мпА, однак, коли вміст CEO2 становить 9,0%, міцність на розтяг зменшується до 12 ~ 15mpa.

2

Поліпшення термічного удару керамічного покриття рідкісною землею

Тест на термічну ударність - це важливе випробування якісно відображати міцність зв'язку між покриттям та субстратом та узгодженням коефіцієнта теплового розширення між покриттям та субстратом. Він безпосередньо відображає здатність покриття протистояти лущенню, коли температура по черзі змінюється під час використання, а також відображає здатність покриття протистояти механічній вточній втомі та здатності скріплення з боку з боку. Тому це також є ключовим фактором для оцінки якості керамічного покриття.

Дослідження показує, що додавання 3,0%CEO2 може зменшити пористість та розмір пор в покритті та зменшити концентрацію напруги на краю пор, тим самим покращуючи стійкість до теплового удару покриття CR2O3. Однак пористість керамічного покриття Al2O3 зменшилася, а міцність на зв’язок та термін відмови від теплового удару покриття, очевидно, зростали після додавання LAO2. Коли кількість додавання LAO2 становить 6% (масова частка), найкраща стійкість до термічного удару покриття, а термін відмови теплового удару може досягати 218 разів, тоді як термін відмови теплового удару покриття без LAO2 становить лише 163 рази.

3

Рідкісні оксиди Землі впливають на зношуваність покриттів

Рідкісні оксиди Землі, що використовуються для поліпшення зносостійкості керамічних покриттів, - це переважно CEO2 та LA2O3. Їх шестикутна шарувата структура може демонструвати хорошу функцію змащування та підтримувати стабільні хімічні властивості при високій температурі, що може ефективно покращити стійкість до зносу та зменшити коефіцієнт тертя.

Дослідження показує, що коефіцієнт тертя покриття з належною кількістю CEO2 невеликий і стабільний. Повідомлялося, що додавання LA2O3 до плазмового розпилення покриття на основі нікелю, очевидно, може зменшити знос тертя та коефіцієнт тертя покриття, а коефіцієнт тертя стабільний з невеликим коливанням. Поверхня зносу шару обшивки без рідкісної Землі демонструє серйозну адгезію та крихкий перелом і розпалювання, однак покриття, що містить рідкісну Землю, демонструє слабку адгезію на зношеній поверхні, і немає ознак крихкого розбиття великої області. Мікроструктура рідкісного покриття, пов'язаного з землею, щільніша і компактніша, а пори зменшуються, що зменшує середню силу тертя, що виникає мікроскопічними частинками і зменшує тертя та зношування допінгу рідкісної землі, також може збільшити кристалічну площину відстані керметів, що призводить до зміни сили взаємодії між двома кристалами та зменшує коефіцієнт кривдності.

Короткий зміст:

Хоча рідкісні оксиди Землі досягли великих досягнень у застосуванні керамічних матеріалів та покриттів, що може ефективно покращити мікроструктуру та механічні властивості керамічних матеріалів та покриттів, все ще існує багато невідомих властивостей, особливо у зменшенні тертя та зносу. Як зробити силу та зносостійкість матеріалів у співпраці з їх мастилом.

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