Chì ci hè l'influenza di l'ossidi di terra rara in i rivestimenti ceramichi?

A ceramica, i materiali metallici è i polimeri sò listati cum'è i trè materiali solidi maiò. A ceramica hà assai proprietà eccellenti, cum'è a resistenza à a temperatura alta, a resistenza à a corrosione, a resistenza à l'usura, etc., perchè u modu di ligame atomicu di a ceramica hè un ligame ionicu, un ligame covalente o un ligame ionicu-covalente mistu cù una alta energia di ligame. U revestimentu ceramicu pò cambià l'aspettu, a struttura è a prestazione di a superficia esterna di u sustrato, u compostu di rivestimentu-substratu hè favuritu per a so nova prestazione. Puderà organicamente combina e caratteristiche originali di u sustrato cù e caratteristiche di resistenza à alta temperatura, alta resistenza à l'usura è alta resistenza à a corrosione di i materiali ceramichi, è dà un ghjocu cumpletu à i vantaghji cumpleti di i dui tipi di materiali, cusì hè largamente utilizatu in l'aerospaziale. , aviazione, difesa naziunale, industria chimica è altre industrii.

A terra rara hè chjamata "casa di tesoru" di novi materiali, per via di a so struttura elettronica 4f unica è di e proprietà fisiche è chimiche. Tuttavia, i metalli puri di a terra rara sò raramenti usati direttamente in a ricerca, è i composti di a terra rara sò soprattuttu usati. I cumposti più cumuni sò CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS è ferrosilicone di terra rara. Questi composti di terra rara ponu migliurà a struttura è e proprietà di i materiali ceramichi è i revestimenti ceramichi.

I applicazione di ossidi di terra rara in materiali ceramichi

Aghjunghjendu elementi di terra rara cum'è stabilizzatori è sinterizzazione AIDS à diverse ceramiche pò riduce a temperatura di sinterizzazione, migliurà a forza è a tenacità di alcune ceramiche strutturali, è cusì riduce u costu di produzzione. À u listessu tempu, l'elementi di a terra rara ghjucanu ancu un rolu assai impurtante in i sensori di gasu semiconductor, i media di micru, a ceramica piezoelettrica è altre ceramiche funziunali. A ricerca hà truvatu chì, aghjunghje dui o più ossidi di terra rara à a ceramica di allumina inseme hè megliu cà aghjunghje un unicu ossidu di terra rara à a ceramica di allumina. Dopu a prova di ottimisazione, Y2O3 + CeO2 hà u megliu effettu. Quandu 0,2% Y2O3 + 0,2% CeO2 hè aghjuntu à 1490 ℃, a densità relativa di campioni sinterizzati pò ghjunghje à 96,2%, chì supera a densità di campioni cù qualsiasi ossidu di terra rara Y2O3 o CeO2 solu.

L'effettu di La2O3 + Y2O3, Sm2O3 + La2O3 in a prumuzione di a sinterizzazione hè megliu cà quellu di aghjunghje solu La2O3, è a resistenza à l'usura hè ovviamente migliurata. Mostra ancu chì a mistura di dui ossidi di terra rara ùn hè micca un aghjuntu simplice, ma ci hè una interazzione trà elli, chì hè più benefica per a sinterizzazione è a migliione di u rendiment di a ceramica d'alumina, ma u principiu resta à studià.

Inoltre, si trova chì l'aghjunzione di ossidi di metalli rari misti cum'è sintering AIDS pò migliurà a migrazione di materiali, prumove a sinterizzazione di ceramica MgO è migliurà a densità. Tuttavia, quandu u cuntenutu di l'ossidu di metallu mistu hè più di 15%, a densità relativa diminuisce è a porosità aperta aumenta.

Siconda, l'influenza di l'ossidi di terra rara nantu à e proprietà di revestimenti ceramichi

A ricerca esistenti mostra chì l'elementi di a terra rara ponu raffinà a dimensione di granu, aumentà a densità, migliurà a microstruttura è purifica l'interfaccia. Ghjoca un rolu unicu in a migliurà a forza, a tenacità, a durezza, a resistenza à l'usura è a resistenza à a corrosione di i rivestimenti ceramichi, chì migliurà a prestazione di i rivestimenti ceramichi in una certa misura è allarga a gamma di applicazioni di rivestimenti ceramichi.

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Migliuramentu di e proprietà meccaniche di i rivestimenti ceramichi da ossidi di terra rara

L'ossidi di terra rara ponu migliurà significativamente a durezza, a forza di curvatura è a forza di attamentu di tensione di i rivestimenti ceramichi. I risultati spirimintali mostranu chì a forza di trazione di u revestimentu pò esse effittivamenti migliurata usendu Lao _ 2 cum'è additivu in materiale Al2O3 + 3% TiO _ 2, è a forza di tensione di legame pò ghjunghje à 27,36 MPa quandu a quantità di Lao _ 2 hè 6,0. %. Aghjunghjendu CeO2 cù una frazione di massa di 3,0% è 6,0% in materiale Cr2O3, a forza di trazione di ligame di u revestimentu hè trà 18 ~ 25MPa, chì hè più grande di l'uriginale 12 ~ 16MPa Tuttavia, quandu u cuntenutu di CeO2 hè 9,0%, a tensione forza di ligame diminuisce à 12 ~ 15MPa.

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Migliuramentu di a resistenza di scossa termale di u revestimentu ceramicu da terra rara

A prova di resistenza à u scossa termale hè una prova impurtante per riflette qualitativamente a forza di ligame trà u revestimentu è u sustrato è l'abbinamentu di u coefficiente di espansione termica trà u revestimentu è u sustrato. Hè riflette direttamente a capacità di u revestimentu per resiste à a sbucciatura quandu a temperatura cambia alternativamente durante l'usu, è riflette ancu a capacità di u revestimentu per resiste à a fatigue di scossa meccanica è a capacità di ligame cù sustrato da u latu. Per quessa, hè ancu u fattore chjave per ghjudicà u qualità di u revestimentu ceramicu.

A ricerca mostra chì l'aghjunzione di 3.0% CeO2 pò riduce a porosità è a dimensione di i pori in u revestimentu, è riduce a concentrazione di stress à a riva di i pori, migliurà cusì a resistenza di scossa termale di u revestimentu Cr2O3. Tuttavia, a porosità di u revestimentu ceramicu Al2O3 diminuì, è a forza di ligame è a vita di fallimentu di scossa termica di u revestimentu anu aumentatu ovviamente dopu à aghjunghje LaO2. Quandu l'aghjuntu di LaO2 hè 6% (frazione di massa), A resistenza di scossa termale di u revestimentu hè u megliu, è a vita di fallimentu di scossa termale pò ghjunghje à 218 volte, mentre chì a vita di fallimentu di scossa termale di u revestimentu senza LaO2 hè solu 163. volte.

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L'ossidi di terra rara affettanu a resistenza à l'usura di i rivestimenti

L'ossidi di terra rara utilizati per migliurà a resistenza à l'usura di i rivestimenti ceramichi sò principalmente CeO2 è La2O3. A so struttura esagonale in strati pò dimustrà una bona funzione di lubrificazione è mantene e proprietà chimiche stabili à alta temperatura, chì ponu efficacemente migliurà a resistenza à l'usura è riduce u coefficient di attritu.

A ricerca mostra chì u coefficient di attritu di u revestimentu cù una quantità propria di CeO2 hè chjuca è stabile. Hè statu infurmatu chì l'aghjunghje La2O3 à u revestimentu di cermet basatu in nichel sprayed plasma pò ovviamente riduce l'usura di attritu è ​​u coefficient d'attrito di u revestimentu, è u coefficient di attritu hè stabile cù poca fluttuazione. A superficia di usura di u stratu di rivestimentu senza terra rara mostra aderenza seria è frattura fragile è spalling, Tuttavia, u revestimentu chì cuntene terra rara mostra adesione debule nantu à a superficia purtata, è ùn ci hè micca segnu di spalling fragile di grande area. A microstruttura di u revestimentu dopatu di terra rara hè più densa è più compatta, è i pori sò ridotti, chì riduce a forza di attritu mediu purtata da particelle microscopiche è riduce l'attrito è l'usura. à u cambiamentu di a forza di interaczione trà e duie facce di cristalli è riduce u coefficient di attritu.

Riassuntu:

Ancu s'è l'ossidi di terra rara anu fattu grandi rializazioni in l'applicazione di materiali ceramichi è rivestimenti, chì ponu migliurà efficacemente a microstruttura è e proprietà meccaniche di i materiali ceramichi è i rivestimenti, ci sò ancu assai proprietà scunnisciute, soprattuttu in riducendu l'attrito è l'usura. forza è resistenza à l'usura di i materiali cuopere cù e so proprietà lubricating hè diventatu una direzzione impurtante degne di discussione in u campu di tribology.

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