Elfennau daear prinyn derm cyffredinol ar gyfer 17 elfen fetel, gan gynnwys 15 elfen lanthanide asgandiwmayttrium. Ers diwedd y 18fed ganrif, fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn meteleg, cerameg, gwydr, petrocemegion, argraffu a lliwio, amaethyddiaeth a choedwigaeth a diwydiannau eraill. Dechreuodd cymhwyso elfennau daear prin yn niwydiant cerameg fy ngwlad yn y 1930au. Yn y 1970au, cyfanswmDaearoedd prina ddefnyddiwyd mewn deunyddiau cerameg a gyrhaeddodd 70t y flwyddyn, gan gyfrif am oddeutu 2% i 3% o gyfanswm y cynhyrchiad domestig. Ar hyn o bryd, defnyddir daearoedd prin yn bennaf mewn cerameg strwythurol, cerameg swyddogaethol, gwydredd cerameg a meysydd eraill. Gyda datblygiad a chymhwyso deunyddiau daear prin newydd yn barhaus, defnyddir daearoedd prin fel ychwanegion, sefydlogwyr a chymhorthion sintro mewn amrywiol ddeunyddiau cerameg, sy'n gwella eu perfformiad yn fawr, yn lleihau costau cynhyrchu, ac yn gwneud eu cymhwysiad diwydiannol yn bosibl.
Cymhwyso elfennau daear prin mewn cerameg strwythurol
■ Cais ynAl2o3Cerameg Al2O3 Cerameg yw'r cerameg strwythurol a ddefnyddir fwyaf oherwydd eu cryfder uchel, ymwrthedd tymheredd uchel, inswleiddio da, ymwrthedd gwisgo, ymwrthedd cyrydiad, ac eiddo electromecanyddol da. Ychwanegu ocsidau prin y ddaear felY2O3, La2o3, SM2O3, ac ati, gall wella priodweddau gwlychu deunyddiau cyfansawdd Al2O3, lleihau pwynt toddi deunyddiau cerameg; lleihau mandylledd y deunydd a chynyddu'r dwysedd; rhwystro mudo ïonau eraill, lleihau cyfradd mudo ffiniau grawn, atal tyfiant grawn, a hwyluso ffurfio strwythurau trwchus; Gwella cryfder y cyfnod gwydr, a thrwy hynny gyflawni'r pwrpas o wella priodweddau mecanyddol cerameg Al2O3.
■ Cais ynSi3n4Mae gan gerameg CeramicsSI3N4 briodweddau mecanyddol rhagorol, priodweddau thermol a sefydlogrwydd cemegol, a nhw yw'r deunyddiau mwyaf addawol ar gyfer cerameg strwythurol tymheredd uchel. Gan fod Si3N4 yn gyfansoddyn bond cofalent cryf, ni ellir dwysáu Si3N4 pur trwy sintro cyfnod solet confensiynol. Felly, yn ychwanegol at sintro adwaith nitridiad uniongyrchol powdr Si, rhaid ychwanegu rhywfaint o gymorth sintro i wneud deunydd trwchus. Ar hyn o bryd, y cymhorthion sintro mwy delfrydol ar gyfer paratoi cerameg Si3N4 yw ocsidau prin y ddaear felY2O3, Nd2o3, aLa2o3. Ar y naill law, mae'r ocsidau daear prin hyn yn adweithio ag olrhain SiO2 ar wyneb powdr Si3N4 ar dymheredd uchel i gynhyrchu cyfnodau gwydr tymheredd uchel sy'n cynnwys nitrogen, sy'n hyrwyddo sintro cerameg Si3N4 i bob pwrpas; Ar y llaw arall, maent yn ffurfio ffiniau grawn gwydr Y-La-Si-on ag anhydrinrwydd uchel a gludedd, mae ganddynt gryfder ystwythder uchel tymheredd uchel ac ymwrthedd ocsidiad da, ac maent yn hawdd eu gwaddodi â chyfansoddion crisialog sy'n cynnwys Y ac LA gyda phwyntiau toddi uchel o dan amodau tymheredd uchel, sy'n gwella'r deunydd uchel.
■ Cais ynZro2Mae gan gerameg cerameg ZRO2 ddwysedd uchel, pwynt toddi uchel a chaledwch, yn enwedig cryfder plygu uchel a chaledwch torri esgyrn, sydd yr uchaf ymhlith yr holl gerameg. Gan fod newid amlwg yn cyd -fynd â thrawsnewidiad grisial ZRO2, mae cwmpas y defnydd uniongyrchol yn gyfyngedig. Gyda dyfnhau gwaith ymchwil, darganfyddir bod ychwanegu ocsidau daear prin yn cael effaith ataliol a sefydlogi well ar newid cyfnod ZRO2. Mae ocsidau daear prin yn gyffredin yn bennafY2O3.Nd2o3, a Ce2o3. Yn y bôn, mae eu radiws ïonig yn agos at radiws ZR4+, a gallant ffurfio toddiannau solet monoclinig, tetragonal a chiwbig gyda ZRO2. Mae gan y math hwn o ddeunydd cerameg ZRO2 ddangosyddion perfformiad technegol da. Er enghraifft,CEO2Yn gallu ffurfio rhanbarth cyfnod o doddiant solid zirconia tetragonal mewn ystod eang gyda ZRO2, sy'n ddeunydd electrolyt solet da. Mae ZRO2 wedi'i sefydlogi gan Y2O3 (YSZ) yn ddeunydd dargludydd ïon ocsigen rhagorol, a ddefnyddiwyd yn helaeth mewn celloedd tanwydd ocsid solet (SOFC), synwyryddion ocsigen, ac adweithyddion pilen ocsidiad rhannol methan.
■ Cais ynSicngheramegCarbid siliconMae cerameg yn gallu gwrthsefyll tymereddau uchel, sioc thermol, cyrydiad, gwisgo, dargludedd thermol da a phwysau ysgafn, ac fe'u defnyddir yn gyffredin yn serameg strwythurol tymheredd uchel. Nodweddion bondio cofalent cryfSicpenderfynu ei bod yn anodd cyflawni dwysedd sintro o dan amodau arferol. Fel rheol mae angen ychwanegu cymhorthion sintro neu ddefnyddio gwasgu poeth a phrosesau sintro gwasgu isostatig poeth. Mae'r broses gynhyrchu yn gymhleth ac mae'r gost yn uchel. Y cymorth sintro mwyaf effeithiol ar gyfer sintro di-bwysau SIC yw Al2O3-Y2O3; Gall deunyddiau cyfansawdd cerameg SIC-YAG gydag Y3AL5O12 (YAG yn fyr) oherwydd gall y prif gymorth sintro gyflawni sintro dwysedd ar dymheredd is, felly fe'u hystyrir yn un o'r systemau cerameg carbid silicon mwyaf addawol.
■ Cais ynAlnngheramegAlnyn gyfansoddyn bond cofalent gyda phwynt toddi uchel, dargludedd thermol uchel, cyson dielectrig isel, ac ymwrthedd i gyrydiad metelau ac aloion fel haearn ac alwminiwm. Mae ganddo wrthwynebiad tymheredd uchel rhagorol mewn atmosfferau arbennig ac mae'n swbstrad cylched integredig ar raddfa fawr ddelfrydol a deunydd pecynnu. Gan fod ALN yn fond cofalent, mae sintro yn anodd iawn, a dim ond i raddau cyfyngedig y gall cymorth sintro sengl leihau'r tymheredd sintro, felly defnyddir cymhorthion cyfansawdd (ocsidau metel daear prin ac ocsidau metel daear alcalïaidd) fel cymhorthion sintro i ffurfio cyfnod hylif i hyrwyddo lliniaru. Yn ogystal, gall cymhorthion sintro hefyd ymateb gydag amhureddau ocsigen ynAln, lleihau swyddi gwag alwminiwm a achosir gan ocsigen rhannol yn hydoddi i'r dellt ALN, a gwella dargludedd thermolAln.
■ Cymhwyso yn Sialon Ceramics Mae cerameg Sialon yn fath o gerameg nitrid polycrystalline trwchus si-no-al a ddatblygwyd ar sailSi3n4cerameg. Fe'u ffurfir trwy amnewid yn rhannol atomau Si ac atomau N ynSi3n4gan atomau al ac atomau O yn al2o3. Mae eu cryfder, eu caledwch a'u gwrthiant ocsidiad yn well na cherameg Si3N4, ac maent yn arbennig o addas ar gyfer cydrannau injan cerameg a chynhyrchion cerameg eraill sy'n gwrthsefyll gwisgo. Nid yw'n hawdd sinteru deunyddiau Sialon. Mae cyflwyno ocsidau daear prin yn ffafriol i ffurfio cyfnod hylif ar dymheredd is, sy'n hyrwyddo sintro i bob pwrpas. Ar yr un pryd, gall cations daear prin fynd i mewn i ddellt y cyfnod α-Si3N4, lleihau cynnwys y cyfnod gwydr a ffurfio cyfnod ffin grawn, gan wella tymheredd yr ystafell a pherfformiad tymheredd uchel y deunydd. Mae astudiaethau wedi dangos bod ychwanegu 1%Y2O3yn gallu ffurfio cyfnod gwydr tymheredd uchel wrth sintro cerameg Sialon ar dymheredd uchel, sydd nid yn unig yn hyrwyddo sintro, ond hefyd yn gwella ei galedwch torri esgyrn. Yn ogystal, mae ychwanegu ychydig bach o Y2O3 hefyd yn gwella ei wrthwynebiad ocsidiad yn fawr.
Cymhwyso elfennau daear prin mewn cerameg swyddogaethol
Daearoedd prinyn gysylltiedig yn agos â cherameg swyddogaethol. Ychwanegu sicrElfennau daear prinI ddeunyddiau crai llawer o gerameg swyddogaethol gall nid yn unig wella sintro, dwysedd, cryfder, ac ati y cerameg, ond yn bwysicach fyth, gall wella eu heffeithiau swyddogaethol unigryw yn sylweddol.
1Rôl mewn cerameg uwch -ddargludol er 1987, pan ddarganfu gwyddonwyr materol o China, Japan, yr Unol Daleithiau a gwledydd eraill fod cerameg ocsidYttrium barium copr ocsidMae gan (YBCO) uwch-ddargludedd tymheredd uchel rhagorol (TC hyd at 92K), mae pobl wedi gwneud llawer o waith yn yr ymchwil perfformiad a datblygu cerameg uwch-ddargludol tymheredd uchel y Ddaear brin, ac wedi gwneud llawer o gynnydd mawr. Mae astudiaethau Japaneaidd wedi dangos ar ôl disodli Y yn YBCO gydaDaearoedd prin ysgafn(Ln) felNd, Sm, Eu, aGd. Prifysgol Peking a ddefnyddirZro2fel swbstrad a'i gynhesu i tua 200 ° C, ac anweddu Y (neu arallDaearoedd prin), BA ocsidau a Cu ar y swbstrad mewn haenau ar gyfer triniaeth trylediad, ac roedd gwres yn eu trin yn yr ystod tymheredd o 800-900 ° C. Dangosodd y cerameg uwch -ddargludol o ganlyniad gyfernod tymheredd gwrthiant metelaidd da uwchlaw 100k. Ychwanegodd Prifysgol Kagoshima yn Japandaear brinLA i SR a NB ocsidau i wneud ffilm serameg, a oedd yn arddangos uwch -ddargludedd ar 255k.
2 Cymhwysiad mewn cerameg piezoelectric yn arwain titanate (Pbtio3) yn serameg piezoelectric nodweddiadol gydag effaith cyplu ynni ynni-drydan mecanyddol. Mae ganddo dymheredd curie uchel (490 ° C) a chysonyn dielectrig isel, ac mae'n addas i'w gymhwyso o dan dymheredd uchel ac amodau amledd uchel. Fodd bynnag, yn ystod ei broses baratoi ac oeri, mae craciau micro yn dueddol o ddigwydd oherwydd y cyfnod pontio ciwbig-tetragonal. Er mwyn datrys y broblem hon, defnyddir daearoedd prin i'w haddasu. Ar ôl sintro ar 1150 ° C, gellir cael cerameg RE-PBTIO3 â dwysedd cymharol o 99%. Mae'r microstrwythur wedi'i wella'n sylweddol a gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu araeau transducer sy'n gweithio o dan amodau amledd uchel o 75MHz. Mewn cerameg piezoelectric zirconate titanate (PZT) gyda chyfernodau piezoelectric uchel, trwy ychwanegu ocsidau daear prin felLa2o3, SM2O3, aNd2o3, gellir gwella priodweddau sintro cerameg PZT yn sylweddol a sefydlog a gellir cael priodweddau piezoelectric. Yn ogystal, gellir gwella perfformiad cerameg PZT trwy ychwanegu ychydig bach o ocsid daear prinCEO2. Ar ôl ychwanegu CEO2, mae gwrthiant cyfaint cerameg PZT yn cynyddu, sy'n ffafriol i wireddu polareiddio o dan dymheredd uchel a maes trydan uchel yn y broses, ac mae ei wrthwynebiad i heneiddio amser a heneiddio tymheredd hefyd yn cael eu gwella. Cerameg PZT wedi'i addasu ganDaearoedd prinwedi cael eu defnyddio'n helaeth mewn generaduron foltedd uchel, generaduron ultrasonic, transducers acwstig tanddwr a dyfeisiau eraill.
3Cymhwyso mewn cerameg dargludol cerameg zirconia (YSZ) wedi'i sefydlogi gan yttrium gydaOcsid y Ddaear brin Y2O3Gan fod gan ychwanegyn sefydlogrwydd thermol a chemegol da ar dymheredd uchel, maent yn ddargludyddion ïon ocsigen da, ac mae ganddynt safle amlwg mewn cerameg dargludol ïon. Defnyddiwyd synwyryddion cerameg YSZ yn llwyddiannus i fesur y pwysau rhannol ocsigen mewn gwacáu ceir, rheoli'r gymhareb aer/tanwydd i bob pwrpas, a chael effeithiau arbed ynni sylweddol. Fe'u defnyddiwyd yn helaeth mewn boeleri diwydiannol, mwyndoddi ffwrneisi, llosgyddion ac offer eraill sy'n seiliedig ar hylosgi. Fodd bynnag, dim ond pan fydd y tymheredd yn uwch na 900 ° C y mae cerameg YSZ yn dangos dargludedd ïonig uchel, felly mae eu cais yn dal i fod yn destun rhai cyfyngiadau. Mae'r ymchwil bresennol wedi canfod bod ychwanegu swm priodol o Y2O3 neuGD2O3 to Bi2o3Gall cerameg â dargludedd ïonig uwch sefydlogi'r cyfnod ciwbig wyneb-ganolog BI2O3 i dymheredd yr ystafell. Ar yr un pryd, mae patrymau diffreithiant pelydr-X hefyd wedi dangos bod (BI2O3) 0.75 · (Y2O3) 0.25 a (Bi2O3) 0.65 · (GD2O3) 0.35 ill dau yn strwythurau ciwbig sefydlog wyneb-ganolog gyda dargludedd ïon ocsigen uchel. Ar ôl gorchuddio ochr y serameg hon gyda ffilm amddiffynnol o (ZRO2) 0.92 (Y2O3) 0.08, gellir paratoi celloedd tanwydd a synwyryddion ocsigen gyda dargludedd ïonig uchel a sefydlogrwydd da a all weithio o dan amodau tymheredd canolig (500 ~ 800 ℃) yn cael eu paratoi a'i ymgynnull, sy'n cael eu dwyn i fyny.
4 Cymhwyso mewn cerameg dielectrig Defnyddir cerameg dielectrig yn bennaf i wneud cynwysyddion cerameg a chydrannau dielectrig microdon. Mewn cerameg dielectrig felTiO2, Mgtio3,Batio3a'u cerameg dielectrig gyfansawdd, gan ychwaneguDaearoedd prinGall LA, ND, a DY wella eu priodweddau dielectrig yn sylweddol. Er enghraifft, mewn cerameg Batio3 â chysonyn dielectrig uchel, gall ychwanegu cyfansoddion prin LA a ND prin sydd â gwerth cyson dielectrig o ε = 30 ~ 60 gadw ei sefydlog cyson dielectrig dros ystod tymheredd eang, ac mae bywyd gwasanaeth y ddyfais yn cael ei wella'n sylweddol. Mewn cerameg dielectrig ar gyfer cynwysyddion iawndal thermol, gellir ychwanegu daearoedd prin yn briodol yn ôl yr angen i wella neu addasu cysonyn dielectrig, cyfernod tymheredd, a ffactor ansawdd cerameg, a thrwy hynny ehangu ei ystod cymhwysiad. Mae'r cerameg Titanate Magnesium Cynhwysydd Thermally Stable yn cael eu haddasu â La2O3, ac mae'r cerameg MGO · TiO2-LA2O3-TiO2 a gafwyd yn caelcyson.
5 Cymhwyso mewn cerameg sensitif Mae cerameg sensitif yn fath pwysig o gerameg swyddogaethol. Fe'u nodweddir gan eu bod yn sensitif i rai cyflyrau allanol fel foltedd, cyfansoddiad nwy, tymheredd, lleithder, ac ati. Felly, gallant fonitro cylchedau, prosesau gweithredu neu amgylcheddau trwy adweithio neu newid eu paramedrau perfformiad trydanol cysylltiedig. Fe'u defnyddir yn helaeth fel elfennau synhwyro mewn cylchedau rheoli, felly fe'u gelwir hefyd yn gerameg synhwyrydd. Mae perthynas agos rhwng daearoedd prin a pherfformiad y math hwn o gerameg.
(1) Cerameg Electro-Optegol: Trwy ychwanegu ocsid daear prinLa2o3I PZT, gellir cael cerameg electro-optegol Lanthanum Zirconate Titanate (PLZT) tryloyw. Mae'r PZT deunydd matrics gwreiddiol yn gyffredinol yn anhryloyw oherwydd presenoldeb pores, cyfnodau ffiniau grawn ac anisotropi, tra bod ychwanegu LA2O3 yn gwneud ei wisg microstrwythur, yn dileu pores i raddau helaeth, yn gwanhau ei anisotropi, ac yn lleihau'r gwasgariad ysgafn a achosir gan y ffiniau ysgafn. Felly, mae gan PLZT berfformiad trosglwyddo golau da. Defnyddir PLZT yn helaeth mewn gogls ar gyfer cysgodi ymbelydredd ffrwydrad niwclear, ffenestri bomwyr trwm, modwleiddwyr cyfathrebu optegol, dyfeisiau recordio holograffig, ac ati.
(2) Cerameg Varistor: Astudiodd Prifysgol Technoleg Canol De effaith elfennau daear prin ar briodweddau trydanol cerameg Varistor ZnO. Ar ôl i gerameg varistor ZnO gael eu dopio ag ocsid daear prinLa2o3, cynyddodd eu gwerth vlma foltedd varistor yn sylweddol; Pan gynyddodd y swm dopio o 0.1% i 10%, gostyngodd cyfernod aflinol α y cerameg o 20 i 1, ac yn y bôn nid oedd ganddo unrhyw briodweddau amrywiol. Felly, ar gyfer cerameg ZnO, gall dopio elfen daear prin crynodiad isel gynyddu ei werth foltedd varistor, ond nid yw'n cael fawr o effaith ar y cyfernod aflinol; ac nid yw dopio crynodiad uchel yn dangos nodweddion varistor.
(3) Cerameg sy'n sensitif i nwy: Ers y 1970au, mae pobl wedi gwneud llawer o ymchwil ar y rôl o ychwanegu ocsidau daear prin at ddeunyddiau cerameg sy'n sensitif i nwy fel ZnO,Sno2aFe2O3, ac wedi cynhyrchu deunyddiau ocsid cyfansawdd prin ABO3 ac A2BO4. Mae canlyniadau ymchwil yn dangos y gall ychwanegu ocsidau daear prin at ZnO wella ei sensitifrwydd i propylen yn sylweddol; ychwanegiadauCEO2Gall SNO2 gynhyrchu elfen sintered sy'n sensitif i ethanol.
(4) Cerameg Thermistor: Barium Titanate (Batio3) yw'r cerameg thermistor a astudiwyd ac a ddefnyddir yn helaeth. Pan fydd olrhain elfennau daear prin fel LA, CE, SM, DY, Y, ac ati yn cael eu hychwanegu at Batio3 (rheolir bod y ffracsiwn atomig molar yn 0.2% i 0.3%), mae RE3+ yn disodli rhan o BA2+ gyda radiws tebyg i BA2+, gan gynhyrchu gormodedd positif ac yn ffurfio bod yn fwy o drydanu, mae STECECIC yn rhwymo trydaniad o drydanu Fodd bynnag, os yw'r swm dopio yn fwy na gwerth penodol, oherwydd ffurfio swyddi gwag BA2+ a diflaniad cludwyr dargludol, mae gwrthedd y serameg yn codi'n sydyn a hyd yn oed yn dod yn ynysydd.
(5) Cerameg sy'n sensitif i leithder: Ymhlith y gwahanol fathau o gerameg sy'n sensitif i leithder, y ddaearoedd prin a ychwanegir ar hyn o bryd yw lanthanwm yn bennaf ac mae ei ocsidau, megis system SR1-XLAXSNO3, system La2O3-TiO2, system La2O3-TiO2-V2O5, SR.555la0. PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3, ac ati. Er mwyn gwella sensitifrwydd cerameg lleithder ymhellach, o ran realaeth a sefydlogrwydd, ac i wella eu hymarferoldeb, mae hefyd yn angenrheidiol cryfhau'r ymchwil ar ddylanwad y dylanwad ar ddylanwad dylanwad y dylanwad ar ddylanwad dylanwad dylanwad y dylanwad ar ddylanwaddaear brinychwanegu ar briodweddau perthnasol cerameg.
Rydym yn arbenigo mewn allforio cynhyrchion daear prin, i brynu cynnyrch prin y ddaear, croeso iyn cysylltu â ni
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Ffôn: 008613524231522; 0086 13661632459
Amser Post: Chwefror-06-2025