Какво е влиянието на редките земни оксиди в керамичните покрития?

Керамиката, металните материали и полимерните материали са изброени като трите основни твърди материали. Керамиката има много отлични свойства, като устойчивост на висока температура, устойчивост на корозия, устойчивост на износване и т.н., тъй като режимът на атомно свързване на керамика е йонна връзка, ковалентна връзка или смесена йонно-ковалентна връзка с висока връзка на връзката. Керамичното покритие може да промени външния вид, структурата и работата на външната повърхност на субстрата, композитът на покритие-субстрат е предпочитан за новата си производителност. Той може органично да комбинира оригиналните характеристики на субстрата с характеристиките на високотемпературната устойчивост, високата устойчивост на износване и високата устойчивост на корозия на керамичните материали и да даде пълна игра на изчерпателните предимства на двата вида материали, така че се използва широко в аерокосмическото, авиацията, националната отбрана, химическата индустрия и други индустрии.

Редната земя се нарича "съкровищница" на нови материали, поради уникалната си 4F електронна структура и физическите и химичните свойства. Въпреки това, чистите редки земни метали рядко се използват директно в изследванията и се използват най -вече редки земни съединения. Най -често срещаните съединения са CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES и рядкоземен феросиликон. Тези редки земни съединения могат да подобрят структурата и свойствата на керамичните материали и керамичните покрития.

I Прилагане на редки земни оксиди в керамични материали

Добавянето на редки земни елементи като стабилизатори и помощни средства за синтероване към различна керамика може да намали температурата на синтероване, да подобри силата и здравината на някаква структурна керамика и по този начин да намали производствената цена. В същото време, редките земни елементи също играят много важна роля в полупроводниковите сензори за газ, микровълновата среда, пиезоелектричната керамика и друга функционална керамика. Изследването установи, че добавянето на два или повече редки земни оксида към алуминиевата керамика заедно е по -добре, отколкото да добавите единствен рядък земен оксид към алуминиевата керамика. След тест за оптимизация, Y2O3+CEO2 има най -добър ефект. Когато 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 се добавя при 1490 ℃, относителната плътност на синтерованите проби може да достигне 96,2%, което надвишава плътността на пробите с всеки рядък земно оксид Y2O3 или CEO2.

Ефектът на LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 при насърчаване на синтероването е по -добър от този при добавянето само на LA2O3, а устойчивостта на износване очевидно се подобрява. Той също така показва, че смесването на два редки оксида не е просто допълнение, но между тях има взаимодействие, което е по -полезно за синтероването и подобряването на ефективността на алуминиевата керамика, но принципът остава да бъде проучен.

Освен това се установява, че добавянето на смесени редки метални оксиди като СПИН за синтероване може да подобри миграцията на материалите, да насърчи синтероването на MGO керамика и да подобри плътността. Въпреки това, когато съдържанието на смесен метален оксид е повече от 15%, относителната плътност намалява и отворената порьозност се увеличава.

Второ, влиянието на редките земни оксиди върху свойствата на керамичните покрития

Съществуващите изследвания показват, че редките земни елементи могат да усъвършенстват размера на зърното, да увеличат плътността, да подобрят микроструктурата и да пречистят интерфейса. Той играе уникална роля за подобряване на силата, здравината, твърдостта, устойчивостта на износване и устойчивостта на корозия на керамичните покрития, което в известна степен подобрява работата на керамичните покрития и разширява обхвата на керамичните покрития.

1

Подобряване на механичните свойства на керамичните покрития от редки земни оксиди

Редките земни оксиди могат значително да подобрят твърдостта, якостта на огъване и якостта на свързване на опън на керамичните покрития. Експерименталните резултати показват, че якостта на опън на покритието може да бъде ефективно подобрена, като се използва LAO _ 2 като добавка в Al2O3+3% Tio _ 2 материал, а якостта на опън на опън може да достигне 27,36MPa, когато количеството LAO _ 2 е 6,0%. Добавяйки CEO2 с масова фракция от 3,0% и 6,0% в CR2O3 материал, якостта на свързване на опън на покритието е между 18 ~ 25MPa, което е по -голямо от първоначалното 12 ~ 16MPa, когато съдържанието на CEO2 е 9,0%, силата на опъване на облигацията намалява до 12 ~ 15MPA.

2

Подобряване на устойчивостта на термичен удар на керамичното покритие от рядка земя

Тестът за устойчивост на термичен удар е важен тест за качествено отразяване на якостта на свързване между покритието и субстрата и съвпадението на коефициента на термично разширение между покритието и субстрата. Той директно отразява способността на покритието да се съпротивлява на пилинг, когато температурата се променя последователно по време на употреба, а също така отразява способността на покритието да устои на механичната умора на шока и способността за свързване със субстрата отстрани. Затова е и ключовият фактор за преценка на качеството на керамичното покритие.

Изследването показва, че добавянето на 3,0%CEO2 може да намали порьозността и размера на порите в покритието и да намали концентрацията на напрежение в ръба на порите, като по този начин подобрява устойчивостта на термичен удар на CR2O3 покритие. Въпреки това, порьозността на керамичното покритие Al2O3 намалява, а якостта на свързване и животът на повреда на термичния шок на покритието очевидно се увеличават след добавяне на LAO2. Когато количеството на добавянето на LAO2 е 6% (масова фракция), устойчивостта на термичен удар на покритието е най -доброто, а животът на термичния удар може да достигне 218 пъти, докато животът на термичния удар на покритието без LAO2 е само 163 пъти.

3

Редките земни оксиди влияят на износващата устойчивост на покритията

Рядките земни оксиди, използвани за подобряване на износването на керамични покрития, са предимно CEO2 и LA2O3. Тяхната шестоъгълна слоеста структура може да покаже добра функция за смазване и да поддържа стабилни химични свойства при висока температура, което може ефективно да подобри устойчивостта на износване и да намали коефициента на триене.

Изследването показва, че коефициентът на триене на покритието с подходящо количество CEO2 е малък и стабилен. Съобщава се, че добавянето на LA2O3 към плазменото пръскане на никелово покритие на основата на базата на никело очевидно може да намали износването на триене и коефициента на триене на покритието, а коефициентът на триене е стабилен с малко колебание. Износващата повърхност на облицовния слой без рядка земя показва сериозна адхезия и чуплива фрактура и разпръскване, но покритието, съдържащо рядка земя, показва слаба адхезия върху износената повърхност и няма признак на чупливо разперено в голяма степен. Микроструктурата на рядкото покритие, легирано от Земята, е по-плътна и по-компактна, а порите се намаляват, което намалява средната сила на триене, носена от микроскопични частици и намалява триенето и износване на допинг рядката земя също може да увеличи кристалната равнина на церметите, това води до промяната на силата на взаимодействие между двете кристални лицеви лице и намалява коефициента на фрикцията.

Резюме:

Въпреки че редките земни оксиди са постигнали големи постижения при прилагането на керамични материали и покрития, които могат ефективно да подобрят микроструктурата и механичните свойства на керамичните материали и покрития, все още има много неизвестни свойства, особено в намаляването на триенето и износване. Как да направи силата и устойчивостта на износване на материалите, сътрудничещи с техните смазващи свойства.

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