Zein da lur arraroen oxidoek zeramikazko estalduretan duten eragina?

Zeramika, metalezko materialak eta polimerozko materialak hiru material solido nagusi gisa zerrendatzen dira. Zeramikak propietate bikain asko ditu, hala nola, tenperatura altuko erresistentzia, korrosioarekiko erresistentzia, higadura erresistentzia, etab., zeramikazko lotura atomikoaren modua lotura ionikoa, lotura kobalentea edo lotura energia handiko ioi-kobalente mistoa delako. Zeramikazko estaldurak substratuaren kanpoko gainazalaren itxura, egitura eta errendimendua alda ditzake, estaldura-substratu konposatua hobesten da bere errendimendu berrirako. Substratuaren jatorrizko ezaugarriak organikoki konbinatu ditzake zeramikazko materialen tenperatura altuko erresistentzia, higadura erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia handiko ezaugarriekin, eta bi materialen abantaila integralei erabateko jolasa eman diezaieke, beraz, oso erabilia da aeroespazialean. , abiazioa, defentsa nazionala, industria kimikoa eta beste industria batzuk.

Lur arraroa material berrien "altxorraren etxea" deitzen da, bere 4f egitura elektroniko bereziagatik eta propietate fisiko eta kimikoengatik. Hala ere, lur arraroen metal puruak oso gutxitan erabiltzen dira ikerketan zuzenean, eta lur arraroen konposatuak erabiltzen dira gehienbat. Konposatu ohikoenak CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS eta lur arraroen ferrosilicioa dira. Lur arraroen konposatu hauek zeramikazko materialen eta zeramikazko estalduren egitura eta propietateak hobetu ditzakete.

I lur arraroen oxidoak zeramikazko materialetan aplikatzea

Zeramika desberdinei lur arraroen elementuak egonkortzaile gisa eta sinterizaziorako HIES gisa gehitzeak sinterizazio-tenperatura murriztu dezake, egiturazko zeramika batzuen indarra eta gogortasuna hobetu eta, beraz, ekoizpen-kostua murrizteko. Aldi berean, lur arraroen elementuek ere zeregin oso garrantzitsua dute erdieroaleen gas sentsoreetan, mikrouhinen euskarrietan, zeramika piezoelektrikoetan eta beste zeramika funtzionaletan. Ikerketaren arabera, alumina zeramikari bi lur arraro oxido edo gehiago gehitzea hobea da lur arraroen oxido bakarra alumina zeramikari gehitzea baino. Optimizazio probaren ondoren, Y2O3+CeO2-k du eraginik onena. 0,2% Y2O3 + 0,2% CeO2 1490 ℃-tan gehitzen denean, lagin sinterizatuen dentsitate erlatiboa % 96,2ra irits daiteke, eta horrek laginen dentsitatea gainditzen du Y2O3 edo CeO2 lur arraroen oxidoarekin bakarrik.

La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3-ren eragina sinterizazioa sustatzeko La2O3 bakarrik gehitzearena baino hobea da, eta higadura erresistentzia hobetu egiten da, jakina. Era berean, bi lur arraroen oxidoen nahasketa ez dela gehigarri soila erakusten du, baina haien artean elkarrekintza bat dagoela, eta hori onuragarriagoa da alumina zeramika sinterizatzeko eta errendimendua hobetzeko, baina printzipioa aztertzeko dago.

Horrez gain, lur arraroen metal oxido mistoak sinterizatzeko HIES gisa gehitzeak materialen migrazioa hobetu dezakeela, MgO zeramika sinterizatzea sustatzen du eta dentsitatea hobetu dezake. Hala ere, metal oxido mistoaren edukia % 15etik gorakoa denean, dentsitate erlatiboa gutxitzen da eta porositate irekia handitzen da.

Bigarrenik, lur arraroen oxidoen eragina zeramikazko estalduren propietateetan

Dauden ikerketek erakusten dute lur arraroen elementuek alearen tamaina findu dezaketela, dentsitatea handitu, mikroegitura hobetu eta interfazea arazteko. Zeramikazko estalduren indarra, gogortasuna, gogortasuna, higadura-erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko zeregin berezia betetzen du, zeramikazko estalduren errendimendua neurri batean hobetzen duena eta zeramikazko estalduraren aplikazio-eremua zabaltzen duena.

1

Zeramikazko estalduren propietate mekanikoak hobetzea lur arraroen oxidoen bidez

Lur arraroen oxidoek zeramikazko estalduren gogortasuna, tolestura-indarra eta trakzio-lotura-indarra nabarmen hobe dezakete. Emaitza esperimentalek erakusten dute estalduraren trakzio-erresistentzia eraginkortasunez hobetu daitekeela Lao _ 2 gehigarri gisa Al2O3+3% TiO _ 2 materialan erabiliz, eta trakzio-lotura erresistentzia 27,36 MPa irits daiteke Lao _ 2 kopurua 6,0 denean. %. CeO2 % 3,0 eta % 6,0 masa-frakzioarekin Cr2O3 materialari gehitzea, estalduraren trakzio-lotura-indarra 18 ~ 25 MPa artekoa da, hau da, jatorrizko 12 ~ 16 MPa baino handiagoa. lotura-indarra 12 ~ 15MPa-ra jaisten da.

2

Zeramikazko estalduraren kolpe termikoaren erresistentzia hobetzea lur arraroen bidez

Talk termikoaren erresistentzia proba proba garrantzitsua da estalduraren eta substratuaren arteko lotura-indarra kualitatiboki islatzeko eta estalduraren eta substratuaren arteko hedapen termikoaren koefizientea parekatzeko. Zuzenean islatzen du estaldurak zuritzeari aurre egiteko duen gaitasuna erabiltzean tenperatura txandaka aldatzen denean, eta estaldurak kolpe mekanikoaren nekeari aurre egiteko duen gaitasuna eta substratuarekin lotzeko gaitasuna ere islatzen du albotik. Hori dela eta, funtsezko faktorea ere bada epaitzeko. zeramikazko estalduraren kalitatea.

Ikerketak erakusten du %3,0 CeO2 gehitzeak estalduraren porositatea eta poroaren tamaina murrizten duela eta poroen ertzean dagoen estresaren kontzentrazioa murrizten duela, horrela Cr2O3 estalduraren shock termikoaren erresistentzia hobetuz. Hala ere, Al2O3 zeramikazko estalduraren porositatea gutxitu egin zen, eta estalduraren lotura-indarra eta shock termikoaren porrotaren iraupena handitu egin zen, jakina, LaO2 gehitu ondoren. LaO2-ren gehikuntza % 6koa denean (masa-frakzioa), estalduraren talk termikoaren erresistentzia onena da, eta shock termikoaren porrotaren bizitza 218 aldiz irits daiteke, eta LaO2 gabe estalduraren shock termikoaren porrotaren bizitza 163 baino ez da. aldiz.

3

Lur arraroen oxidoek estalduren higadura-erresistentziari eragiten diote

Zeramikazko estalduren higadura-erresistentzia hobetzeko erabiltzen diren lur arraroen oxidoak CeO2 eta La2O3 dira gehienbat. Beren geruza hexagonalen egiturak lubrifikazio-funtzio ona erakutsi dezake eta tenperatura altuetan propietate kimiko egonkorrak mantentzen ditu, higadura-erresistentzia eraginkortasunez hobetu eta marruskadura-koefizientea murrizteko.

Ikerketak erakusten du CeO2 kantitate egokia duen estalduraren marruskadura-koefizientea txikia eta egonkorra dela. Jakina denez, La2O3 plasman ihinztatutako nikel-oinarritutako cermet estaldurari gehitzeak marruskadura-higadura eta estaldura-koefizientea murrizten ditu, eta marruskadura-koefizientea egonkorra da gorabehera gutxirekin. Lur arrarorik gabeko estaldura-geruzaren higadura-azalak atxikimendu larria eta haustura eta haustura hauskorra erakusten du, hala ere, lur arraroak dituen estaldurak atxikimendu ahula erakusten du higaturiko gainazalean, eta ez dago eremu handietako hausturaren zantzurik. Lur arraroekin dopatutako estalduraren mikroegitura trinkoagoa eta trinkoagoa da, eta poroak murrizten dira, eta horrek partikula mikroskopikoek jasaten duten batez besteko marruskadura-indarra murrizten du eta marruskadura eta higadura murrizten ditu Lur arraroen dopatzeak zermeten kristal-planoaren distantzia ere handitu dezake. bi kristalen aurpegien arteko elkarrekintza-indarraren aldaketari eta marruskadura-koefizientea murrizten du.

Laburpena:

Lur arraroen oxidoek lorpen handiak egin dituzten arren zeramikazko materialen eta estalduren aplikazioan, zeinek modu eraginkorrean hobetu dezaketen zeramikazko materialen eta estalduren mikroegitura eta propietate mekanikoak, oraindik ere propietate ezezagun asko daude, batez ere marruskadura eta higadura murrizteko. Nola egin materialen indarra eta higadura-erresistentzia beren lubrifikazio-propietateekin lankidetzan aritzea tribologiaren arloan eztabaidatzeko moduko norabide garrantzitsu bat bihurtu da.

Tel.: +86-21-20970332Posta elektronikoa:info@shxlchem.com