Harvinaiset maametallitovat yleinen termi 17 metallielementille, mukaan lukien 15 lantanidielementtiä jaskandiumjayttrium. 1800 -luvun lopusta lähtien niitä on käytetty laajasti metallurgiassa, keramiikassa, lasissa, petrokemikaaleissa, painatuksessa ja värjäyksessä, maataloudessa ja metsätaloudessa sekä muissa toimialoissa. Harvinaisten maametallien elementtien soveltaminen kotimaani keraamiseen teollisuuteen alkoi 1930 -luvulla. 1970 -luvulla kokonaismääräharvinaiset maametallitKeraamisissa materiaaleissa käytettiin 70T/vuosi, mikä on noin 2–3% kotimaan kokonaistuotannosta. Tällä hetkellä harvinaisia maametallia käytetään pääasiassa rakenteellisissa keramiikassa, funktionaalisessa keramiikassa, keraamisissa lasteissa ja muissa kentissä. Uusien harvinaisten maamateriaalien jatkuvan kehityksen ja soveltamisen myötä lisäaineina, stabilointiaineena ja sintrausvälineinä käytetään harvinaisia maametallia erilaisilla keraamisilla materiaaleilla, mikä parantaa niiden suorituskykyä huomattavasti, vähentää tuotantokustannuksia ja tekee niiden teollisen sovelluksen mahdolliseksi.
Harvinaisten maametallien elementtien soveltaminen rakennekeramiikkaan
■ HakemusAl2O3Keramiikka AL2O3 -keramiikka on yleisimmin käytetty rakennekeramiikka niiden suuren lujuuden, korkean lämpötilan kestävyyden, hyvän eristyksen, kulutuskestävyyden, korroosionkestävyyden ja hyvien sähkömekaanisten ominaisuuksien vuoksi. Harvinaisten maametallioksidien, kutenY2O3, LA2O3, SM2O3jne. Voi parantaa AL2O3 -komposiittimateriaalien kostutusominaisuuksia, vähentää keraamisten materiaalien sulamispistettä; vähentää materiaalin huokoisuutta ja lisää tiheyttä; Estä muiden ionien muuttoliike, vähentää viljarajojen siirtymistä, estää viljan kasvua ja helpottaa tiheiden rakenteiden muodostumista; Paranna lasivaiheen voimakkuutta ja saavuttaa siten tarkoituksena parantaa AL2O3 -keramiikan mekaanisia ominaisuuksia.
■ HakemusSI3N4CeramicsSi3N4-keramiikalla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, lämpöominaisuudet ja kemiallinen stabiilisuus, ja ne ovat lupaavimpia materiaaleja korkean lämpötilan rakennekeramiikkaan. Koska SI3N4 on vahva kovalenttinen sidosyhdiste, puhdasta SI3N4: tä ei voida verrata tavanomaisella kiinteän faasin sintrauksella. Siksi SI -jauheen suoran nitridaation reaktio sintrauksen lisäksi on lisättävä tietty määrä sintrausapua tiheän materiaalin valmistamiseksi. Tällä hetkellä ihanteellisemmat sintrausvälineet SI3N4 -keramiikan valmistukseen ovat harvinaisia maametallioksideja, kutenY2O3, ND2O3jaLA2O3. Toisaalta nämä harvinaisten maamateridien oksidit reagoivat SIO2: n hivenaineen kanssa SI3N4-jauheen pinnalla korkeassa lämpötilassa typpeä sisältävien korkean lämpötilan lasifaasien tuottamiseksi, mikä edistää tehokkaasti Si3N4-keramiikan sintraamista; Toisaalta ne muodostavat y-la-si-on-lasiviljarajoja, joilla on korkea tulenkestävyys ja viskositeetti, niissä on korkea korkea lämpötila taivutuslujuus ja hyvä hapettumiskestävyys, ja ne ovat helppo saostaa kiteisiä yhdisteitä, jotka sisältävät Y: n ja LA: n korkealla sulamispisteellä korkean lämpötilan olosuhteissa, mikä parantaa materiaalin korkean lämpötilan murtuman sitkeyttä.
■ HakemusZro2Keramiikan ZRO2 -keramiikassa on suuri tiheys, korkea sulamispiste ja kovuus, etenkin korkea taivutuslujuus ja murtolujuus, jotka ovat korkeimpia kaikista keramiikoista. Koska ZRO2: n kidemuutokseen liittyy ilmeinen tilavuuden muutos, suoran käytön laajuus on rajoitettu. Tutkimustyön syventäessä havaitaan, että harvinaisten maametallioksidien lisäämisellä on parempi estävä ja stabiloiva vaikutus ZRO2: n vaihemuutokseen. Yleisesti käytettyjä harvinaisten maametallioksideja on pääasiassaY2O3-ND2O3ja Ce2O3. Niiden ioninen säde on pohjimmiltaan lähellä ZR4+: ta, ja ne voivat muodostaa monokliinisiä, tetragonaalisia ja kuutiomaisia substituutioita kiinteitä liuottoja ZRO2: lla. Tämän tyyppisellä Zro2 -keraamisella materiaalilla on hyvät tekniset suorituskyvyn indikaattorit. Esimerkiksi,Toimitusjohtaja2voi muodostaa tetragonaalisen zirkoniumoksidi -kiinteän liuoksen faasialueen laajalla alueella ZRO2: n kanssa, mikä on hyvä kiinteä elektrolyyttimateriaali. Y2O3-stabiloitu zro2 (YSZ) on erinomainen happi-ionin johdinmateriaali, jota on käytetty laajasti kiinteissä oksidipolttokennoissa (SOFC), happianturissa ja metaaniosien hapettumiskalvoreaktoreilla.
■ HakemusSickeramiikkaPiikarbidiKeramiikka on kestävä korkeille lämpötiloille, lämpöiskulle, korroosiolle, kulumiselle, hyvälle lämmönjohtavuudelle ja kevyelle painolle, ja niitä käytetään yleisesti korkean lämpötilan rakennekeramiikassa. Vahvat kovalenttiset sitoutumisominaisuudetSicMääritä, että sintrausitiheys on vaikea saavuttaa normaaleissa olosuhteissa. Yleensä on tarpeen lisätä sintrausvälineitä tai käyttää kuumaa painiketta ja kuumia isostaattisia puristusprosesseja. Tuotantoprosessi on monimutkainen ja kustannukset ovat korkeat. Tehokkain sintrausapu painettamattomalle sintrattavalle SIC: lle on AL2O3-Y2O3; SIC-YAG-keraamiset komposiittimateriaalit Y3Al5O12: lla (YAG lyhytaikaisesti), koska tärkein sintrausapu voidaan saavuttaa tiivistymisen sintraus alhaisemmassa lämpötilassa, joten niitä pidetään yhtenä lupaavimmista piilarbidikeraamisista järjestelmistä.
■ HakemusAlnakeramiikkaAlnaon kovalenttinen sidosyhdiste, jolla on korkea sulamispiste, korkea lämmönjohtavuus, alhainen dielektrisyysvakio ja metallien ja seosten korroosion vastustuskyky, kuten rauta ja alumiini. Siinä on erinomainen korkea lämpötilankestävyys erityisissä ilmakehissä ja se on ihanteellinen laajamittainen integroitu piiri-substraatti ja pakkausmateriaali. Koska alna on kovalenttinen sidos, sintraus on erittäin vaikeaa ja yksi sintraus -apu voi vain vähentää sintrauslämpötilaa rajoitetusti, joten komposiitti -apuvälineitä (harvinaisia maapallon metallioksideja ja alkalista maa -metallioksideja) käytetään yleensä sintrausaineena nestemäisen vaiheen muodostamiseksi sintrauksen edistämiseksi. Lisäksi sintrausapuvälineet voivat myös reagoida happea epäpuhtauksien kanssaAlna, vähennä alumiini -avoimia työpaikkoja, jotka aiheuttavat osittaisen hapen liukenevan alna -hilan ja parantavat lämmönjohtavuuttaAlna.
■ Sovellus Sialon Ceramics Sialon -keramiikassa on eräänlainen Si-no-al-tiheä monikiteinen nitridikeramiikka, joka on kehitettySI3N4keramiikka. Ne muodostetaan korvaamalla SI -atomeja ja N -atomejaSI3N4Al -atomien ja O -atomien kirjoittanut AL2O3. Niiden vahvuus, sitkeys ja hapettumiskestävyys ovat parempia kuin SI3N4-keramiikka, ja ne ovat erityisen sopivia keraamisiin moottorin komponentteihin ja muihin kulutuskestäväihin keraamisiin tuotteisiin. Sialon -materiaalit eivät ole helppoja sintralla. Harvinaisten maametallioksidien käyttöönotto on edistävä nestefaasin muodostumiselle alhaisemmassa lämpötilassa, mikä edistää tehokkaasti sintraamista. Samanaikaisesti harvinaisten maametaionien kationit voivat päästä a-Si3N4-vaiheen hilaan, vähentää lasifaasin pitoisuutta ja muodostaa viljarajavaiheen parantaen huoneen lämpötilaa ja materiaalin korkeaa lämpötilaa. Tutkimukset ovat osoittaneet, että lisäämällä 1%Y2O3voi muodostaa korkean lämpötilan lasivaiheen, kun sintraus Sialon-keramiikka korkeissa lämpötiloissa, mikä ei vain edistä sintraamista, vaan myös parantaa sen murtuman lujuutta. Lisäksi pienen määrän Y2O3: n lisääminen parantaa myös sen hapettumiskestävyyttä.
Harvinaisten maametallien elementtien soveltaminen funktionaalisessa keramiikassa
Harvinaiset maametallitliittyvät läheisesti funktionaaliseen keramiikkaan. Lisäämällä tiettyjäharvinaiset maametallitMonien funktionaalisten keramiikan raaka -aineisiin ei voi vain parantaa keramiikan sintraamista, tiheyttä, voimaa jne.
1Rooli keramiikan suprajohtamisessa vuodesta 1987, jolloin Kiinan, Japanin, Yhdysvaltojen ja muiden maiden materiaalitieteilijät havaitsivat, että oksidikeramiikkaYTTrium barium -kuparioksidi(YBCO) on erinomainen korkean lämpötilan suprajohtavuus (TC jopa 92K), ihmiset ovat tehneet paljon työtä harvinaisten maametallien korkean lämpötilan suprajohtavan keramiikan suorituskyvyn tutkimuksessa ja sovelluskehityksessä, ja he ovat edistyneet paljon suurta edistymistä. Japanilaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että sen jälkeen kun YBCO on korvannut Y: n kanssakevyet harvinaiset maametallit(Ln) kutenNd, Sm, EujaGd, tuloksena olevan suprajohtavan keraamisen materiaalin LNBCO: n kriittinen magneettikentän vahvuus paranee merkittävästi, ja myös magneettisen vuon kiinnitysvoima paranee huomattavasti, mikä on erittäin käytännöllinen arvo sähköllä, energian varastoinnilla ja kuljetuksella. Pekingin yliopisto käyttiZro2Substraattina ja lämmitti sen noin 200 ° C: seen ja haihdutti y (tai muuharvinaiset maametallit), BA-oksidit ja Cu substraatilla kerroksilla diffuusiokäsittelyä varten ja lämpökäsitettiin niitä lämpötila-alueella 800-900 ° C. Tuloksena oleva suprajohtava keramiikka osoitti hyvää metallisen vastuslämpötilakerroin yli 100 kt. Japanin Kagoshiman yliopisto lisäsiharvinainen maametalliLA SR: lle ja NB -oksideille keraamisen kalvon tekemiseksi, jolla oli suprajohtavuus 255 kt.
2 Levitys pietsosähköisessä keramiikassa johtavat titaania (PBTIO3) on tyypillinen pietsosähköinen keraaminen, jolla on mekaaninen energia-sähköinen energian kytkentävaikutus. Sillä on korkea curien lämpötila (490 ° C) ja matala dielektrisyysvakio, ja se sopii levitettäväksi korkeassa lämpötilassa ja korkean taajuuden olosuhteissa. Valmistus- ja jäähdytysprosessin aikana mikrohalkeamat ovat kuitenkin alttiita johtuen kuutio-tetragonaalisen faasin siirtymisen vuoksi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi harvinaisia maametallia käytetään sen muokkaamiseen. Sintrauksen jälkeen 1150 ° C: ssa voidaan saada RE-PBTIO3-keramiikka, jonka suhteellinen tiheys on 99%. Mikrorakennetta parannetaan merkittävästi, ja sitä voidaan käyttää muuntajamarkkien valmistukseen, jotka työskentelevät korkeataajuusolosuhteissa 75MHz. Lyijyssä zirkonaattititanaatti (PZT) pietsosähköisiä keramiikkaja, joissa on korkeat pietsosähköiset kertoimet, lisäämällä harvinaisia maametallioksideja, kutenLA2O3, SM2O3jaND2O3, PZT -keramiikan sintrausominaisuuksia voidaan parantaa merkittävästi ja stabiilia sähkö- ja pietsosähköisiä ominaisuuksia voidaan saada. Lisäksi PZT -keramiikan suorituskykyä voidaan parantaa lisäämällä pieni määrä harvinaisia maametallioksidiaToimitusjohtaja2. Toimitusjohtajan lisäämisen jälkeen PZT -keramiikan tilavuuden resistiivisyys kasvaa, mikä edistää polarisaation toteutumista korkean lämpötilan ja korkean lämpötilan ja korkean sähkökentän aikana, ja sen ajan ikääntymis- ja lämpötilan ikääntymisen kestävyys paranee myös. PZT -keramiikka, jonka on muokattuharvinaiset maametalliton käytetty laajasti korkeajännitegeneraattoreissa, ultraäänigeneraattoreissa, vedenalaisissa akustisissa muuntimissa ja muissa laitteissa.
3Sovellus johtavan keramiikan yttrium-stabiloidussa zirkoniumoksissa (YSZ) -keramiikassaharvinainen maametallioksidi Y2O3Koska lisäaineella on hyvä lämpö- ja kemiallinen stabiilisuus korkeissa lämpötiloissa, ovat hyviä happi -ionijohtimia, ja niillä on merkittävä asema ionin johtavissa keramiikoissa. YSZ-keraamisia antureita on käytetty onnistuneesti mittaamaan happea osittainen paine autojen pakokaasuissa, hallitsemaan tehokkaasti ilman/polttoaineen suhdetta ja niillä on merkittäviä energiansäästövaikutuksia. Niitä on käytetty laajasti teollisuuskattiloissa, sulatusuuneissa, polttolaitoksissa ja muissa palamispohjaisissa laitteissa. YSZ -keramiikat osoittavat kuitenkin vain korkeaa ionin johtavuutta, kun lämpötila on yli 900 ° C, joten niiden levitys kohdistuu edelleen tiettyihin rajoituksiin. Nykyisessä tutkimuksessa on todettu, että lisäämällä sopivan määrän Y2O3 taiGD2O3 to BI2O3Keramiikka, jolla on korkeampi ioninen johtavuus, voi vakauttaa BI2O3-kasvokeskeisen kuutiofaasin huoneenlämpötilaan. Samanaikaisesti röntgendiffraktiokuviot ovat myös osoittaneet, että (BI2O3) 0,75 · (Y2O3) 0,25 ja (BI2O3) 0,65 · (GD2O3) 0,35 ovat molemmat stabiilit kasvokeskeiset kuutiorakenteet, joilla on korkea happi-ionin johtavuus. Tämän keraamisen puolen päällystettynä suojaavan (zro2) 0,92 (Y2O3) 0,08: n suojakalvolla polttokennot ja happeaanturit, joilla on korkea ioninen johtavuus ja hyvä stabiilisuus, jotka voivat toimia keskilämpötilan olosuhteissa (500 ~ 800 ℃), voidaan valmistaa ja koota, mikä johtaa korkean temperatuurin tekniikan aiheuttamien vaikeuksien ratkaisemiseen.
4 Levitystä dielektrisissä keramiikassa dielektrisiä keramiikkaa käytetään pääasiassa keraamisten kondensaattorien ja mikroaaltouunien dielektristen komponenttien valmistukseen. Dielektrisissä keramiikoissa, kutenTiO2, Mgtio3,Batio3ja heidän komposiitti dielektrinen keramiikka, lisäämälläharvinaiset maametallitKuten LA, ND ja DY, voivat parantaa merkittävästi niiden dielektrisiä ominaisuuksia. Esimerkiksi BATIO3 -keramiikassa, jolla on korkea dielektrisyysvakio, lisäämällä LA- ja ND -harvinaisten maametallien yhdisteet, joiden dielektrinen vakioarvo on ε = 30 ~ 60, voi pitää dielektrisen vakiona vakaansa laajalla lämpötila -alueella, ja laitteen käyttöikä paranee huomattavasti. Lämpökompensointikondensaattorien dielektrisissä keramiikoissa harvinaisia maamareita voidaan myös lisätä asianmukaisesti tarpeen mukaan dielektrisen vakion, lämpötilakerroimen ja keramiikan laatukerroksen parantamiseksi, laajentaen siten sen käyttöaluetta. Lämpövakaa kondensaattori magnesiumtitanaatin keramiikkaa modifioidaan LA2O3: lla, ja saadut MGO · TIO2-LA2O3-TIO2 -keramiikka- ja CATIO3-MGTIO3-LA2TIO5-keramiikkavakio.
5 Sovellus herkän keramiikan herkkä keramiikka on tärkeä funktionaalinen keramiikka. Niille on ominaista herkkä tietyille ulkoisille olosuhteille, kuten jännite, kaasun koostumus, lämpötila, kosteus jne., Siksi ne voivat seurata piirejä, käyttöprosesseja tai ympäristöjä reaktion tai niihin liittyvien sähkösuorituskyvyn parametrien muutoksen kautta. Niitä käytetään laajasti havaitsevina elementteinä ohjauspiirissä, joten niitä kutsutaan myös anturikeramiikiksi. Harvinaisten maametallien ja tämän tyyppisen keramiikan suorituskyvyn välillä on läheinen suhde.
(1) Sähköoptinen keramiikka: lisäämällä harvinainen maametallioksidiLA2O3PZT: lle, läpinäkyvää Lanthanum-zirkonaattititanaatti (PLZT) sähköoptista keramiikkaa voidaan saada. Alkuperäinen matriisimateriaali PZT on yleensä läpinäkymätön johtuen huokosten, viljarajafaasien ja anisotropian läsnäolosta, kun taas LA2O3: n lisäys tekee mikrorakenteen yhtenäisestä, eliminoi suurelta osin huokoset, heikentää sen anisotropiaa ja vähentää merkittävästi toisen vaiheen moninkertaisen taiteosan monien taiteosien aiheuttamaa valon sirontaa. Siksi PLZT: llä on hyvä valonsiirron suorituskyky. PLZT: tä käytetään laajasti suojalasissa ydinräjähdyksen säteilyn suojaamiseen, raskaiden pommittajien ikkunoihin, optisiin viestintämodulaattoreihin, holografisiin tallennuslaitteisiin jne.
(2) Varistorikeramiikka: Keski -eteläisen tekniikan yliopisto tutki harvinaisten maametallien elementtien vaikutusta ZnO -varistorikeramiikan sähköisiin ominaisuuksiin. Sen jälkeen kun ZnO -varistorikeramiikka oli seostettu harvinaisella maametallioksidillaLA2O3, heidän varistorijännite VLMA -arvo kasvoi merkittävästi; Kun seosin määrä kasvoi 0,1%: sta 10%: iin, keraamisen epälineaarisen kerroin a laski 20: sta 1: een ja pohjimmiltaan ei ollut varistorin ominaisuuksia. Siksi ZnO-keramiikassa matalan keskittymisen harvinaisten maametallien doping voi lisätä sen varistorijännitearvoaan, mutta sillä on vähän vaikutusta epälineaariseen kertoimeen; ja korkean kestävän asteen doping ei osoita varistorien ominaisuuksia.
(3) Kaasuherkkä keramiikka: 1970-luvulta lähtien ihmiset ovat tehneet paljon tutkimusta harvinaisten maametallioksidien lisäämisestä kaasuherkkiin keraamisiin materiaaleihin, kuten ZnO,SNO2jaFe2O3, ja ne ovat tuottaneet ABO3- ja A2BO4 -harvinaisia maametallikomposiitioksidimateriaaleja. Tutkimustulokset osoittavat, että harvinaisten maametallioksidien lisääminen ZNO: hon voi parantaa merkittävästi sen herkkyyttä propeenille; lisäysToimitusjohtaja2SNO2: n avulla voi tuottaa sintrattu elementti, joka on herkkä etanolille.
(4) Termistorikeramiikka: Barium Titanate (BATIO3) on tutkituin ja laajimmin käytetty termistorikeramiikka. Kun jäljittävät harvinaiset maametallit, kuten LA, CE, SM, Dy, Y jne., Lisätään BATIO3: een (molaarinen atomifraktiota hallitaan 0,2% - 0,3%), osa BA2+: sta korvataan RE3+: lla sädeellä, joka on samanlainen kuin Ba2+, mikä tuottaa ylimääräisiä positiivisia varauksia ja muodostuu heikosti sidottuja elektroneja Ti4+: n toiminnan kautta. Jos doping -määrä ylittää kuitenkin tietyn arvon, johtuen BA2+: n avoimista työpaikoista ja johtavien kantajien katoamisesta, keraamian resistiivisyys nousee voimakkaasti ja tulee jopa eristimeksi.
(5) kosteusherkkä keramiikka: Erityyppisissä kosteusherkissä keramiikassa tällä hetkellä lisätyt harvinaiset maametallit ovat pääosin lanthanum ja sen oksidit, kuten SR1-XlaxsNO3-järjestelmä, LA2O3-TIO2-järjestelmä, LA2O3-TIO2-V2O5 System, SR0.95LA0.05SNO3 ja PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3 jne. Kosteuskeramiikan herkkyyden parantamiseksi edelleen realismin ja vakauden parantamiseksi ja niiden käytännöllisyyden parantamiseksi on myös tarpeen vahvistaa tutkimusta vaikutuksesta vaikutuksesta entisestään edelleen.harvinainen maametalliLisäys keramiikan asiaankuuluviin ominaisuuksiin.
Olemme erikoistuneet harvinaisten maametallien vientiin, harvinaisten maametallien tuotteiden ostamiseen, tervetulleitaYhteystiedot meistä
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
Whatsapp & Puh: 008613524231522; 0086 13661632459
Viestin aika: helmikuu 06-2025