Skaars aarde -elementeis 'n algemene term vir 17 metaalelemente, insluitend 15 lantaniedelemente enskandiumenyttrium. Sedert die einde van die 18de eeu word hulle wyd gebruik in metallurgie, keramiek, glas, petrochemikalieë, druk en kleuring, landbou en bosbou en ander nywerhede. Die toepassing van seldsame aardelemente in die keramiekbedryf van my land het in die 1930's begin. In die 1970's, die totale bedrag vanskaars aardeWord gebruik in keramiekmateriaal wat 70 ton per jaar bereik het, wat ongeveer 2% tot 3% van die totale binnelandse produksie uitmaak. Op die oomblik word seldsame aarde hoofsaaklik gebruik in strukturele keramiek, funksionele keramiek, keramiekglasure en ander velde. Met die deurlopende ontwikkeling en toepassing van nuwe seldsame aardmateriaal, word seldsame aarde as bymiddels, stabiliseerders en sinteringshulpmiddels in verskillende keramiekmateriaal gebruik, wat hul werkverrigting aansienlik verbeter, die produksiekoste verminder en hul industriële toepassing moontlik maak.
Toepassing van seldsame aardelemente in strukturele keramiek
■ Aansoek inAL2O3Keramiek Al2O3 -keramiek is die mees gebruikte strukturele keramiek vanweë hul hoë sterkte, hoë temperatuurweerstand, goeie isolasie, slytweerstand, korrosieweerstand en goeie elektromeganiese eienskappe. Die byvoeging van seldsame aardoksiede soosY2O3, LA2O3, SM2O3, ens. Kan die benattingseienskappe van Al2O3 -saamgestelde materiale verbeter, die smeltpunt van keramiekmateriaal verminder; verminder die poreusheid van die materiaal en verhoog die digtheid; belemmer die migrasie van ander ione, verminder die migrasietempo van graangrense, belemmer graangroei en vergemaklik die vorming van digte strukture; Verbeter die sterkte van die glasfase en bereik sodoende die doel om die meganiese eienskappe van Al2O3 -keramiek te verbeter.
■ Aansoek inSI3N4CeramicsSI3N4-keramiek het uitstekende meganiese eienskappe, termiese eienskappe en chemiese stabiliteit, en is die belowendste materiale vir strukturele keramiek met 'n hoë temperatuur. Aangesien SI3N4 'n sterk kovalente bindingsverbinding is, kan suiwer SI3N4 nie deur konvensionele sintuie van die vaste fase verower word nie. Daarom, benewens die reaksie -sintering van direkte nitridasie van Si -poeier, moet 'n sekere hoeveelheid sinteringshulp bygevoeg word om 'n digte materiaal te maak. Op die oomblik is die meer ideale sinteringshulpmiddels vir die voorbereiding van Si3N4 -keramiek seldsame aardoksiede soosY2O3, ND2O3, enLA2O3. Aan die een kant reageer hierdie seldsame aardoksiede met spoor SiO2 op die oppervlak van Si3N4-poeier by hoë temperatuur om stikstofbevattende hoë-temperatuur glasfases te genereer, wat die sintering van SI3N4-keramiek effektief bevorder; Aan die ander kant vorm hulle y-la-si-on glaskorrelgrense met 'n hoë refraktoriteit en viskositeit, het 'n hoë-temperatuur buigsterkte en goeie oksidasie-weerstand, en is dit maklik om kristallyne verbindings wat Y en LA bevat met hoë smeltpunte onder hoë temperatuuromstandighede, wat die hoë temperatuurfraktuur van die materiaal verbeter.
■ Aansoek inZRO2Keramiek Zro2 -keramiek het 'n hoë digtheid, hoë smeltpunt en hardheid, veral hoë buigsterkte en taaiheid van breuke, wat die hoogste is onder alle keramiek. Aangesien die kristaltransformasie van Zro2 gepaard gaan met die ooglopende volume -verandering, is die omvang van direkte gebruik beperk. Met die verdieping van navorsingswerk word gevind dat die toevoeging van seldsame aardoksiede 'n beter inhiberende en stabiliserende effek op die faseverandering van Zro2 het. Seldsame aardoksiede wat algemeen gebruik word, is hoofsaaklikY2O3,ND2O3, en CE2O3. Hul ioniese radius is basies naby die van ZR4+, en hulle kan monokliniese, tetragonale en kubieke substitusionele soliede oplossings met Zro2 vorm. Hierdie tipe ZRO2 -keramiekmateriaal het goeie tegniese prestasie -aanwysers. Byvoorbeeld,CEO2kan 'n fase -streek vorm van tetragonale zirkonia soliede oplossing in 'n wye reeks met Zro2, wat 'n goeie soliede elektrolietmateriaal is. Y2O3-gestabiliseerde Zro2 (YSZ) is 'n uitstekende suurstofioongeleiermateriaal, wat wyd gebruik is in vaste oksiedbrandstofselle (SOFC), suurstofsensors en metaan gedeeltelike oksidasie-membraanreaktore.
■ Aansoek inSickeramiekSilikonkarbiedKeramiek is bestand teen hoë temperature, termiese skok, korrosie, slytasie, goeie termiese geleidingsvermoë en liggewig, en word gewoonlik gebruik met 'n hoë temperatuur strukturele keramiek. Die sterk kovalente bindingskenmerke vanSicBepaal dat dit moeilik is om sinteringsdigting onder normale omstandighede te bewerkstellig. Dit is gewoonlik nodig om sinteringshulpmiddels by te voeg of warm pers en warm isostatiese persprosesse te gebruik. Die produksieproses is ingewikkeld en die koste is hoog. Al2O3-Y2O3 is die doeltreffendste sinteringshulp vir druklose sintering van SIC; SIC-YAG-keramiek saamgestelde materiale met Y3Al5O12 (YAG vir kort), aangesien die belangrikste sinteringshulp by 'n laer temperatuur verdigting kan bereik, dus word dit beskou as een van die belowendste silikonkarbied keramiekstelsels.
■ Aansoek inALNkeramiekALNis 'n kovalente bindingsverbinding met 'n hoë smeltpunt, hoë termiese geleidingsvermoë, lae diëlektriese konstante, en weerstand teen die korrosie van metale en legerings soos yster en aluminium. Dit het uitstekende hoë temperatuurweerstand in spesiale atmosfeer en is 'n ideale grootskaalse geïntegreerde stroombaan-substraat en verpakkingsmateriaal. Aangesien ALN 'n kovalente binding is, is sintering baie moeilik, en 'n enkele sinteringshulp kan die sintertemperatuur slegs in 'n beperkte mate verlaag, dus word saamgestelde VIGS (seldsame aardmetaaloksiede en alkaliese aardmetaaloksiede) gewoonlik gebruik as sinteringshulpmiddels om 'n vloeistoffase te vorm om sintering te bevorder. Boonop kan sinteringshulpmiddels ook reageer met suurstof onsuiwerhede inALN, verminder aluminium vakatures wat veroorsaak word deur gedeeltelike suurstofoplossing in die ALN -rooster, en verbeter die termiese geleidingsvermoë vanALN.
■ Toepassing in Sialon Ceramics Sialon Ceramics is 'n soort Si-no-al digte polikristallyne nitride keramiek wat ontwikkel is op grond vanSI3N4Keramiek. Dit word gevorm deur gedeeltelike vervanging van Si -atome en n atome inSI3N4deur Al -atome en O -atome in Al2O3. Hul sterkte, taaiheid en oksidasie-weerstand is beter as SI3N4-keramiek, en hulle is veral geskik vir keramiek-enjinkomponente en ander keramiekprodukte met 'n slytasie. Sialon -materiale is nie maklik om te sinter nie. Die bekendstelling van seldsame aardoksiede is bevorderlik vir die vorming van vloeistoffase by 'n laer temperatuur, wat effektief sintering bevorder. Terselfdertyd kan seldsame aardkatione die rooster van die α-Si3N4-fase binnedring, die inhoud van die glasfase verminder en 'n graangrensfase vorm, wat die kamertemperatuur en die hoë temperatuurprestasie van die materiaal verbeter. Studies het getoon dat die toevoeging van 1%Y2O3Kan 'n glasfase met 'n hoë temperatuur vorm wanneer Sialon-keramiek by hoë temperature sinteer, wat nie net sintering bevorder nie, maar ook die taaiheid van die breuk verbeter. Daarbenewens verbeter 'n klein hoeveelheid Y2O3 ook die oksidasie -weerstand.
Toepassing van seldsame aardelemente in funksionele keramiek
Skaars aardeis nou verwant aan funksionele keramiek. Sekere by te voegSkaars aarde -elementeVir die grondstowwe van baie funksionele keramiek kan dit nie net die sintering, digtheid, sterkte, ens. Van die keramiek verbeter nie, maar nog belangriker, dit kan hul unieke funksionele effekte aansienlik verbeter.
1Rol in supergeleidende keramiek sedert 1987, toe materiële wetenskaplikes uit China, Japan, die Verenigde State en ander lande ontdek het dat oksiedkeramiekyttrium barium koperoksied(YBCO) het 'n uitstekende supergeleiding met 'n hoë temperatuur (TC tot 92K). Mense het baie werk gedoen in die prestasie-navorsing en toepassingsontwikkeling van seldsame aarde-hoë-temperatuur-supergeleidende keramiek en het baie groot vordering gemaak. Japannese studies het getoon dat na die vervanging van y in Ybco metligte skaars aarde(Ln) soosNd, Sm, Eu, enGd, Die kritieke magnetiese veldsterkte van die gevolglike supergeleidende keramiekmateriaal LNBCO word aansienlik verbeter, en die magnetiese vloedkrag word ook baie verbeter, wat van groot praktiese waarde is in elektrisiteit, energieberging en vervoer. Peking Universiteit gebruikZRO2as 'n substraat en dit tot ongeveer 200 ° C verhit, en verdamp Y (of anderskaars aarde), BA-oksiede en Cu op die substraat in lae vir diffusiebehandeling, en hitte behandel dit in die temperatuurbereik van 800-900 ° C. Die gevolglike supergeleidende keramiek het 'n goeie metaalweerstandstemperatuurkoëffisiënt bo 100k getoon. Kagoshima Universiteit in Japan het bygevoegskaars aardeLA tot SR en NB -oksiede om 'n keramiekfilm te maak, wat supergeleiding op 255K vertoon het.
2 Toepassing in piëzo -elektriese keramiek lei titanaat (Pbtio3) is 'n tipiese piëzo-elektriese keramiek met meganiese energie-elektriese energiekoppelingseffek. Dit het 'n hoë curie -temperatuur (490 ° C) en 'n lae diëlektriese konstante, en is geskik vir toediening onder hoë temperatuur en hoë frekwensie toestande. Tydens die voorbereidings- en verkoelingsproses is mikro-krake egter geneig om te voorkom as gevolg van die kubieke-tetragonale fase-oorgang. Om hierdie probleem op te los, word seldsame aarde gebruik om dit te verander. Na sintering by 1150 ° C, kan RE-PBTIO3-keramiek met 'n relatiewe digtheid van 99% verkry word. Die mikrostruktuur word aansienlik verbeter en kan gebruik word om transducer -skikkings te vervaardig wat onder hoë frekwensie -toestande van 75MHz werk. In loodsirkonaat titanaat (PZT) piëzo -elektriese keramiek met hoë piëzo -elektriese koëffisiënte, deur seldsame aardoksiede soos by te voeg soosLA2O3, SM2O3, enND2O3, kan die sinterende eienskappe van PZT -keramiek aansienlik verbeter word en stabiele elektriese en piëzo -elektriese eienskappe kan verkry word. Daarbenewens kan die werkverrigting van PZT -keramiek verbeter word deur 'n klein hoeveelheid seldsame aardoksied by te voegCEO2. Nadat die CEO2 bygevoeg is, neem die volumeweerstand van PZT -keramiek toe, wat bevorderlik is vir die verwesenliking van polarisasie onder hoë temperatuur en 'n hoë elektriese veld in die proses, en die weerstand teen tyd veroudering en temperatuurveroudering word ook verbeter. PZT -keramiek gewysig deurskaars aardeis wyd gebruik in hoëspanningsopwekkers, ultrasoniese kragopwekkers, akoestiese omskakelaars onder water en ander toestelle.
3Toepassing in geleidende keramiek yttrium-gestabiliseerde zirkonia (YSZ) keramiek metRare Aarde -oksied Y2O3Aangesien toevoeging 'n goeie termiese en chemiese stabiliteit by hoë temperature het, is dit goeie suurstofioongeleiers en het dit 'n prominente posisie in ioongeleidende keramiek. YSZ-keramieksensors is suksesvol gebruik om die gedeeltelike druk van die suurstof in motoruitlaat te meet, die lug/brandstofverhouding effektief te beheer, en het beduidende energiebesparende effekte. Dit word wyd gebruik in industriële ketels, smeltoonde, verbrandingsmiddels en ander toerusting wat op verbranding gebaseer is. YSZ -keramiek toon egter slegs 'n hoë ioniese geleidingsvermoë as die temperatuur hoër is as 900 ° C, dus is die toepassing daarvan steeds onderhewig aan sekere beperkings. Bestaande navorsing het bevind dat die toevoeging van 'n toepaslike hoeveelheid Y2O3 ofGD2O3 to BI2O3Keramiek met 'n hoër ioniese geleidingsvermoë kan die BI2O3-gesiggesentreerde kubieke fase tot kamertemperatuur stabiliseer. Terselfdertyd het X-straaldiffraksiepatrone ook getoon dat (BI2O3) 0,75 · (Y2O3) 0,25 en (BI2O3) 0,65 · (GD2O3) 0,35 albei stabiele gesiggesentreerde kubieke strukture met hoë suurstof-ione-geleidingsvermoë is. Nadat u die kant van hierdie keramiek bedek het met 'n beskermende film van (ZRO2) 0,92 (Y2O3) 0,08, kan brandstofselle en suurstofsensors met 'n hoë ioniese geleidingsvermoë en goeie stabiliteit wat onder medium temperatuurtoestande kan werk (500 ~ 800 ℃) voorberei en saamgestel word, wat bevorderlik is vir die oplos van die probleme wat deur hoë temperature-tegnologie gebring word.
4 Toepassing in diëlektriese keramiekdielektriese keramiek word hoofsaaklik gebruik om keramiekkondensators en mikrogolf -diëlektriese komponente te maak. In diëlektriese keramiek soosTiO2, Mgtio3,Batio3en hul saamgestelde diëlektriese keramiek, en voeg byskaars aardesoos LA, ND en DY kan hul diëlektriese eienskappe aansienlik verbeter. Byvoorbeeld, in Batio3 -keramiek met 'n hoë diëlektriese konstante, kan LA en ND seldsame aardverbindings met 'n diëlektriese konstante waarde van ε = 30 ~ 60 sy diëlektriese konstante stabiel oor 'n wye temperatuurreeks hou, en die lewensduur van die toestel aansienlik verbeter. In diëlektriese keramiek vir termiese kompensasie -kapasitors, kan seldsame aarde ook toepaslik bygevoeg word soos nodig om die diëlektriese konstante, temperatuurkoëffisiënt en kwaliteitsfaktor van keramiek te verbeter of aan te pas, en sodoende die toepassingsreeks uit te brei. Die termies stabiele kondensator magnesium titanaat keramiek word aangepas met LA2O3, en die verkrygde MgO · TiO2-LA2O3-TiO2-keramiek en CATIO3-MGTIO3-LA2TIO5-keramieke handhaaf nie net die oorspronklike kenmerke van lae diëlektiese verlies en temperatuurkoëffisiënt nie, maar verbeter ook hul diëlekties beduidendkonstant.
5 Toepassing in sensitiewe keramiekgevoelige keramiek is 'n belangrike soort funksionele keramiek. Dit word gekenmerk deur sensitief te wees vir sekere eksterne toestande soos spanning, gassamestelling, temperatuur, humiditeit, ens. Dit word wyd gebruik as waarnemingselemente in beheerkringbane, dus word dit ook sensorkeramiek genoem. Daar is 'n noue verband tussen seldsame aarde en die uitvoering van hierdie soort keramiek.
(1) Elektro-optiese keramiek: deur seldsame aardoksied by te voegLA2O3Aan PZT kan deursigtige loodlanthanum-sirkonaat titanaat (PLZT) elektro-optiese keramiek verkry word. Die oorspronklike matriksmateriaal PZT is oor die algemeen ondeursigtig vanweë die teenwoordigheid van porieë, korrelgrensfases en anisotropie, terwyl die toevoeging van La2O3 sy mikrostruktuur eenvormig maak, die porieë uitskakel, die anisotropie verswak en die lig wat deur die tweede fase op die grensgrens veroorsaak word, aansienlik verminder. Daarom het PLZT goeie ligtransmissieprestasie. PLZT word wyd gebruik in 'n bril vir die afskerming van kernontploffingsstraling, vensters van swaar bomwerpers, optiese kommunikasiemodulators, holografiese opname -toestelle, ens.
(2) Varistor -keramiek: Sentraal -Suid -Universiteit van Tegnologie het die effek van seldsame aardelemente op die elektriese eienskappe van ZnO Varistor -keramiek bestudeer. Nadat ZnO Varistor -keramiek met seldsame aardoksied gedoop isLA2O3, hul varistorspanning VLMA -waarde het aansienlik toegeneem; Toe die dopingbedrag van 0,1% tot 10% gestyg het, het die nie -lineêre koëffisiënt α van die keramiek van 20 tot 1 afgeneem en het hy basies geen varistor -eienskappe gehad nie. Daarom, vir ZnO-keramiek, kan seldsame aardelementdoping met 'n lae konsentrasie sy varistorspanningswaarde verhoog, maar dit het min effek op die nie-lineêre koëffisiënt; en doping met 'n hoë konsentrasie toon nie varistor-eienskappe nie.
(3) Gasgevoelige keramiek: Sedert die 1970's het mense baie navorsing gedoen oor die rol van die toevoeging van seldsame aardoksiede aan gasgevoelige keramiekmateriaal soos ZnO,Sno2enFe2O3, en het ABO3- en A2BO4 -seldsame aarde -saamgestelde oksiedmateriaal opgelewer. Navorsingsresultate toon dat die toevoeging van seldsame aardoksiede by ZnO die sensitiwiteit vir propeen kan aansienlik verbeter; byvoegingCEO2Vir SNO2 kan 'n gesinterde element produseer wat sensitief is vir etanol.
(4) Thermistor Ceramics: Barium titanate (Batio3) is die mees bestudeerde en wyd gebruikte termistor -keramiek. Wanneer seldsame aardelemente soos LA, CE, SM, DY, Y, ens. Trace bygevoeg word, word bygevoeg tot Batio3 (die molêre atoomfraksie word beheer om 0,2% tot 0,3%), 'n deel van BA2+ word vervang deur RE3+ met 'n radius soortgelyk aan BA2+, wat oortollige positiewe ladings opwek en die weerstand van die weerstand van die weerstand vorm deur die werking van TI4+, so dat die weerstand van die ceramic is, wat die elektrisiteit beduidend herwin; As die dopingbedrag egter 'n sekere waarde oorskry, as gevolg van die vorming van BA2+ vakatures en die verdwyning van geleidende draers, styg die weerstand van die keramiek skerp en word dit selfs 'n isolator.
(5) Humiditeitsensitiewe keramiek: Onder die verskillende soorte humiditeitsensitiewe keramiek is die seldsame aarde wat tans bygevoeg word, hoofsaaklik lantanum en sy oksiede, soos SR1-XLAXSNO3-stelsel, LA2O3-TIO2-stelsel, LA2O3-TIO2-V2O5-stelsel, SR0.95LA0.05SNO3 en PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3, ens. Ten einde die sensitiwiteit van humiditeitskeramiek verder te verbeter, wat realisme en stabiliteit betref, en om hul praktyk te verbeter, is dit ook nodig om die navorsing op die invloed van die invloed te versterkskaars aardeToevoeging op die toepaslike eienskappe van keramiek.
Ons is gespesialiseerd in seldsame aardprodukte vir uitvoer, om seldsame aardprodukte te koop, welkom byKontak ons
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Postyd: Februarie 06-2025