Hvad er påvirkningen af ​​sjældne jordoxider i keramiske belægninger?

Keramik, metalmaterialer og polymermaterialer er anført som de tre vigtigste faste materialer. Keramik har mange fremragende egenskaber, såsom høj temperaturresistens, korrosionsbestandighed, slidstyrke osv., Fordi atombindingstilstanden for keramik er ionisk binding, kovalent binding eller blandet ion-kovalent binding med høj bindingsenergi. Keramisk belægning kan ændre udseendet, strukturen og ydeevnen på den ydre overflade af underlaget, belægningssubstratkomposit favoriseres for sin nye ydelse. Det kan organisk kombinere de originale egenskaber ved substratet med egenskaberne ved høj temperaturresistens, høj slidstyrke og høj korrosionsmodstand af keramiske materialer og give fuldt spil til de omfattende fordele ved de to slags materialer, så det bruges i vid udstrækning i luftfart, luftfart, nationalt forsvar, kemisk industri og andre industrier.

Sjælden jord kaldes "Treasure House" af nye materialer på grund af dets unikke 4F elektroniske struktur og fysiske og kemiske egenskaber. Imidlertid anvendes rene sjældne jordmetaller sjældent direkte i forskning, og sjældne jordforbindelser bruges for det meste. De mest almindelige forbindelser er CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES og sjældne jordferrosilicon. Disse sjældne jordforbindelser kan forbedre strukturen og egenskaberne af keramiske materialer og keramiske belægninger.

Jeg påfører sjældne jordoxider i keramiske materialer

Tilføjelse af sjældne jordelementer som stabilisatorer og sintringshjælpemidler til forskellige keramik kan reducere sintringstemperaturen, forbedre styrken og sejheden i en eller anden strukturel keramik og dermed reducere produktionsomkostningerne. På samme tid spiller sjældne jordelementer også en meget vigtig rolle i halvledergassensorer, mikrobølgemedier, piezoelektrisk keramik og anden funktionel keramik. Forskningen fandt, at tilføjelse af to eller flere sjældne jordoxider til aluminiumoxid -keramik sammen er bedre end at tilføje et enkelt sjældent jordoxid til aluminiumoxid -keramik. Efter optimeringstest har Y2O3+CEO2 den bedste effekt. Når 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 tilsættes til 1490 ℃, kan den relative tæthed af sintrede prøver nå 96,2%, hvilket overstiger densiteten af ​​prøver med en hvilken som helst sjælden jordoxid Y2O3 eller CEO2 alene.

Effekten af ​​LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 til at fremme sintring er bedre end at tilføje kun LA2O3, og slidstyrken forbedres åbenbart. Det viser også, at blandingen af ​​to sjældne jordoxider ikke er en simpel tilføjelse, men der er en interaktion mellem dem, hvilket er mere fordelagtigt for sintring og ydeevneforbedring af aluminiumoxid -keramik, men princippet skal stadig studeres.

Derudover konstateres det, at tilsætningen af ​​blandede sjældne jordmetaloxider som sintringshjælpemidler kan forbedre migrationen af ​​materialer, fremme sintring af MgO -keramik og forbedre densiteten. Når indholdet af blandet metaloxid imidlertid er mere end 15%, falder den relative densitet, og den åbne porøsitet øges.

For det andet påvirkning af sjældne jordoxider på egenskaberne ved keramiske belægninger

Eksisterende forskning viser, at sjældne jordelementer kan forfine kornstørrelsen, øge densiteten, forbedre mikrostrukturen og rense grænsefladen. Det spiller en unik rolle i forbedring af styrken, hårdheden, hårdhed, slidstyrke og korrosionsbestandighed af keramiske belægninger, hvilket forbedrer ydelsen af ​​keramiske belægninger til en vis grad og udvider anvendelsesområdet for keramiske belægninger.

1

Forbedring af mekaniske egenskaber ved keramiske belægninger med sjældne jordoxider

Sjældne jordoxider kan forbedre hårdhed, bøjningsstyrke og trækbindingsstyrke af keramiske belægninger. De eksperimentelle resultater viser, at trækstyrken af ​​belægningen effektivt kan forbedres ved at bruge Lao _ 2 som additiv i Al2O3+3% TiO _ 2 -materiale, og trækbindingsstyrken kan nå 27,36MPa, når mængden af ​​Lao _ 2 er 6,0%. Tilføjelse af CEO2 med massefraktion på 3,0% og 6,0% til CR2O3 -materiale, trækstyrken på belægningen er mellem 18 ~ 25MPa, hvilket er større end den originale 12 ~ 16MPa, når indholdet af CEO2 er 9,0%, falder trækstyrken til 12 ~ 15MPa.

2

Forbedring af termisk stødmodstand af keramisk belægning af sjælden jord

Termisk chokresistenstest er en vigtig test for kvalitativt at afspejle bindingsstyrken mellem belægning og substrat og matchning af termisk ekspansionskoefficient mellem belægning og substrat. Det afspejler direkte belægningen til at modstå skrælning, når temperaturen skifter skiftevis under brug, og afspejler også evnen til at overstå til at modstå mekanisk stød træthed og bindingsevne med substrat fra siden. Derfor er det også nøglefaktoren at bedømme kvaliteten af ​​keramisk belægning.

Forskningen viser, at tilføjelsen af ​​3,0%CEO2 kan reducere porøsiteten og porestørrelsen i belægningen og reducere spændingskoncentrationen i kanten af ​​porer, hvilket forbedrer den termiske stødmodstand af CR2O3 -belægning. Porøsiteten af ​​Al2O3 -keramisk belægning faldt imidlertid, og bindingsstyrken og termisk chokfejl levetid for belægningen steg åbenlyst efter tilsætning af LaO2. Når tilføjelsesbeløbet på LAO2 er 6% (massefraktion), er belægningen den termiske chokbestandighed den bedste, og den termiske chokfejl kan levetiden nå 218 gange, mens den termiske stødfejl levetid for belægningen uden LaO2 kun er 163 gange.

3

Sjældne jordoxider påvirker overtrædelsen af ​​belægninger

De sjældne jordoxider, der bruges til at forbedre slidstyrken af ​​keramiske belægninger, er for det meste CEO2 og LA2O3. Deres hexagonale lagdelte struktur kan vise god smørefunktion og opretholde stabile kemiske egenskaber ved høj temperatur, hvilket effektivt kan forbedre slidstyrken og reducere friktionskoefficienten.

Forskningen viser, at friktionskoefficienten for belægningen med korrekt mængde CEO2 er lille og stabil. Det er rapporteret, at tilføjelse af LA2O3 til plasmasprøjtet nikkelbaseret cermetbelægning naturligvis kan reducere friktionslitage og friktionskoefficient for belægning, og friktionskoefficienten er stabil med lidt udsving. Slidoverfladen på beklædningslaget uden sjælden jord viser alvorlig vedhæftning og sprød brud og sprøjtning, men belægningen, der indeholder sjælden jord, viser svag vedhæftning på den slidte overflade, og der er ikke noget tegn på, at storområdet sprød spalling. Mikrostrukturen af ​​sjældne jorddopet belægning er tættere og mere kompakt, og porerne reduceres, hvilket reducerer den gennemsnitlige friktionskraft, der bæres af mikroskopiske partikler og reducerer friktion og slid doping af sjældne jord, kan også øge krystalplanet for cermets, det fører til ændringen af ​​interaktionskraften mellem de to krystalflader og reducerer friktionskoefficienten.

Oversigt:

Selvom sjældne jordoxider har opnået store resultater i anvendelsen af ​​keramiske materialer og belægninger, som effektivt kan forbedre mikrostrukturen og mekaniske egenskaber ved keramiske materialer og belægninger, er der stadig mange ukendte egenskaber, især til at reducere friktion og slid. Hvordan man kan gøre styrken og slidbestandigheden af ​​materialer, der samarbejder med deres smøregenskaber, er blevet en vigtig retning, der er værdifuld af diskussionen inden for tribologifelt.

Tlf: +86-21-20970332E -mail：info@shxlchem.com