સિરામિક કોટિંગ્સમાં દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડનો પ્રભાવ શું છે?

સિરામિક્સ, ધાતુની સામગ્રી અને પોલિમર સામગ્રી ત્રણ મુખ્ય નક્કર સામગ્રી તરીકે સૂચિબદ્ધ છે. સિરામિકમાં ઘણા ઉત્કૃષ્ટ ગુણધર્મો છે, જેમ કે ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર, વસ્ત્રો પ્રતિકાર, વગેરે, કારણ કે સિરામિકનો અણુ બંધન મોડ એ આયનીય બોન્ડ, સહસંયોજક બોન્ડ અથવા ઉચ્ચ બોન્ડ ઊર્જા સાથે મિશ્ર આયન-સહસંયોજક બોન્ડ છે. સિરામિક કોટિંગ સબસ્ટ્રેટની બાહ્ય સપાટીના દેખાવ, માળખું અને પ્રભાવને બદલી શકે છે, કોટિંગ-સબસ્ટ્રેટ સંયુક્ત તેના નવા પ્રદર્શન માટે તરફેણ કરે છે. તે ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને સિરામિક સામગ્રીના ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકારની લાક્ષણિકતાઓ સાથે સબસ્ટ્રેટની મૂળ લાક્ષણિકતાઓને સજીવ રીતે જોડી શકે છે, અને બે પ્રકારની સામગ્રીના વ્યાપક ફાયદાઓને સંપૂર્ણ રમત આપી શકે છે, તેથી તે એરોસ્પેસમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. , ઉડ્ડયન, રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ, રાસાયણિક ઉદ્યોગ અને અન્ય ઉદ્યોગો.

દુર્લભ પૃથ્વીને તેની અનન્ય 4f ઇલેક્ટ્રોનિક રચના અને ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોને કારણે નવી સામગ્રીનું "ખજાનો ઘર" કહેવામાં આવે છે. જો કે, શુદ્ધ દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓનો ભાગ્યે જ સીધા સંશોધનમાં ઉપયોગ થાય છે, અને દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનોનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે. સૌથી સામાન્ય સંયોજનો છે CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS અને રેર અર્થ ફેરોસિલિકોન. આ દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનો સિરામિક સામગ્રીઓ અને સિરામિક કોટિંગ્સની રચના અને ગુણધર્મોને સુધારી શકે છે.

હું સિરામિક સામગ્રીમાં દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડનો ઉપયોગ કરું છું

સ્ટેબિલાઇઝર્સ તરીકે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો ઉમેરવાથી અને વિવિધ સિરામિક્સમાં એઇડ્સને સિન્ટરિંગ કરવાથી સિન્ટરિંગ તાપમાન ઘટાડી શકાય છે, કેટલાક માળખાકીય સિરામિક્સની મજબૂતાઈ અને કઠિનતામાં સુધારો થાય છે અને આમ ઉત્પાદન ખર્ચમાં ઘટાડો થાય છે. તે જ સમયે, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો સેમિકન્ડક્ટર ગેસ સેન્સર્સ, માઇક્રોવેવ મીડિયા, પીઝોઇલેક્ટ્રિક સિરામિક્સ અને અન્ય કાર્યાત્મક સિરામિક્સમાં પણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. સંશોધનમાં જાણવા મળ્યું છે કે, એલ્યુમિના સિરામિક્સમાં એકસાથે બે કે તેથી વધુ રેર અર્થ ઓક્સાઈડ ઉમેરવું એ એલ્યુમિના સિરામિક્સમાં સિંગલ રેર અર્થ ઓક્સાઇડ ઉમેરવા કરતાં વધુ સારું છે. ઑપ્ટિમાઇઝેશન ટેસ્ટ પછી, Y2O3+CeO2 શ્રેષ્ઠ અસર ધરાવે છે. જ્યારે 0.2%Y2O3+0.2%CeO2 1490℃ પર ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સિન્ટર્ડ નમૂનાઓની સાપેક્ષ ઘનતા 96.2% સુધી પહોંચી શકે છે, જે કોઈપણ દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ Y2O3 અથવા CeO2 સાથેના નમૂનાઓની ઘનતા કરતાં વધી જાય છે.

સિન્ટરિંગને પ્રોત્સાહન આપવા માટે La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3 ની અસર માત્ર La2O3 ઉમેરવા કરતાં વધુ સારી છે, અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર દેખીતી રીતે સુધારેલ છે. તે એ પણ દર્શાવે છે કે બે દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડનું મિશ્રણ એ એક સરળ ઉમેરણ નથી, પરંતુ તેમની વચ્ચે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે, જે એલ્યુમિના સિરામિક્સના સિન્ટરિંગ અને પ્રભાવ સુધારણા માટે વધુ ફાયદાકારક છે, પરંતુ સિદ્ધાંતનો અભ્યાસ કરવાનું બાકી છે.

વધુમાં, એવું જાણવા મળ્યું છે કે સિન્ટરિંગ એઇડ્સ તરીકે મિશ્ર રેર અર્થ મેટલ ઓક્સાઇડનો ઉમેરો સામગ્રીના સ્થળાંતરમાં સુધારો કરી શકે છે, MgO સિરામિક્સના સિન્ટરિંગને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે અને ઘનતામાં સુધારો કરી શકે છે. જો કે, જ્યારે મિશ્ર મેટલ ઓક્સાઇડની સામગ્રી 15% થી વધુ હોય છે, ત્યારે સંબંધિત ઘનતા ઘટે છે અને ખુલ્લી છિદ્રાળુતા વધે છે.

બીજું, સિરામિક કોટિંગ્સના ગુણધર્મો પર દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડનો પ્રભાવ

હાલના સંશોધનો દર્શાવે છે કે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો અનાજના કદને શુદ્ધ કરી શકે છે, ઘનતા વધારી શકે છે, માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં સુધારો કરી શકે છે અને ઇન્ટરફેસને શુદ્ધ કરી શકે છે. તે સિરામિક કોટિંગ્સની મજબૂતાઈ, કઠિનતા, કઠિનતા, વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને કાટ પ્રતિકાર સુધારવામાં અનન્ય ભૂમિકા ભજવે છે, જે સિરામિક કોટિંગ્સની કામગીરીને અમુક હદ સુધી સુધારે છે અને સિરામિક કોટિંગ્સની એપ્લિકેશન શ્રેણીને વિસ્તૃત કરે છે.

1

દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ દ્વારા સિરામિક કોટિંગ્સના યાંત્રિક ગુણધર્મોમાં સુધારો

રેર અર્થ ઓક્સાઇડ્સ સિરામિક કોટિંગ્સની કઠિનતા, બેન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ અને ટેન્સાઇલ બૉન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થને નોંધપાત્ર રીતે સુધારી શકે છે. પ્રાયોગિક પરિણામો દર્શાવે છે કે Al2O3+3% TiO _ 2 સામગ્રીમાં લાઓ _ 2 નો એડિટિવ તરીકે ઉપયોગ કરીને કોટિંગની તાણ શક્તિને અસરકારક રીતે સુધારી શકાય છે, અને જ્યારે લાઓ _ 2 ની માત્રા 6.0 હોય ત્યારે તાણની મજબૂતાઈ 27.36MPa સુધી પહોંચી શકે છે. %. Cr2O3 સામગ્રીમાં 3.0% અને 6.0% ના સામૂહિક અપૂર્ણાંક સાથે CeO2 ઉમેરવાથી, કોટિંગની તાણયુક્ત બંધન શક્તિ 18~25MPa ની વચ્ચે છે, જે મૂળ 12~16MPa કરતાં વધારે છે જો કે, જ્યારે CeO2 ની સામગ્રી 9.0% છે, ત્યારે તાણ બોન્ડની મજબૂતાઈ ઘટીને 12~15MPa થાય છે.

2

દુર્લભ પૃથ્વી દ્વારા સિરામિક કોટિંગના થર્મલ આંચકા પ્રતિકારમાં સુધારો

થર્મલ શોક રેઝિસ્ટન્સ ટેસ્ટ એ કોટિંગ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના બોન્ડિંગ સ્ટ્રેન્થ અને કોટિંગ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચે થર્મલ એક્સ્પાન્સન ગુણાંકના મેચિંગને ગુણાત્મક રીતે પ્રતિબિંબિત કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ પરીક્ષણ છે. જ્યારે ઉપયોગ દરમિયાન તાપમાન વૈકલ્પિક રીતે બદલાય છે ત્યારે તે છાલનો પ્રતિકાર કરવાની કોટિંગની ક્ષમતાને સીધું પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને યાંત્રિક આંચકાના થાકને પ્રતિકાર કરવાની કોટિંગની ક્ષમતા અને બાજુથી સબસ્ટ્રેટ સાથે બંધન ક્ષમતાને પણ પ્રતિબિંબિત કરે છે. તેથી, તે નક્કી કરવા માટેનું મુખ્ય પરિબળ પણ છે. સિરામિક કોટિંગની ગુણવત્તા.

સંશોધન દર્શાવે છે કે 3.0%CeO2નો ઉમેરો કોટિંગમાં છિદ્રાળુતા અને છિદ્રનું કદ ઘટાડી શકે છે, અને છિદ્રોની ધાર પર તણાવની સાંદ્રતા ઘટાડી શકે છે, આમ Cr2O3 કોટિંગના થર્મલ આંચકા પ્રતિકારમાં સુધારો કરે છે. જો કે, Al2O3 સિરામિક કોટિંગની છિદ્રાળુતામાં ઘટાડો થયો, અને LaO2 ઉમેર્યા પછી કોટિંગની બોન્ડિંગ મજબૂતાઈ અને થર્મલ શોક નિષ્ફળતાનું જીવન દેખીતી રીતે વધી ગયું. જ્યારે LaO2 નું વધારાનું પ્રમાણ 6% (સામૂહિક અપૂર્ણાંક) હોય છે, ત્યારે કોટિંગનો થર્મલ આંચકો પ્રતિકાર શ્રેષ્ઠ હોય છે, અને થર્મલ આંચકો નિષ્ફળતા જીવન 218 ગણા સુધી પહોંચી શકે છે, જ્યારે LaO2 વિના કોટિંગનું થર્મલ આંચકો નિષ્ફળતા જીવન માત્ર 163 છે. વખત

3

રેર અર્થ ઓક્સાઇડ કોટિંગ્સના વસ્ત્રોના પ્રતિકારને અસર કરે છે

સિરામિક કોટિંગ્સના વસ્ત્રો પ્રતિકારને સુધારવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ્સ મોટે ભાગે CeO2 અને La2O3 છે. તેમનું ષટ્કોણ સ્તરીય માળખું સારું લ્યુબ્રિકેશન કાર્ય બતાવી શકે છે અને ઊંચા તાપમાને સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો જાળવી શકે છે, જે અસરકારક રીતે વસ્ત્રોના પ્રતિકારને સુધારી શકે છે અને ઘર્ષણ ગુણાંકને ઘટાડી શકે છે.

સંશોધન દર્શાવે છે કે CeO2 ની યોગ્ય માત્રા સાથે કોટિંગનો ઘર્ષણ ગુણાંક નાનો અને સ્થિર છે. એવું નોંધવામાં આવ્યું છે કે પ્લાઝમા સ્પ્રે કરેલ નિકલ-આધારિત સર્મેટ કોટિંગમાં La2O3 ઉમેરવાથી દેખીતી રીતે ઘર્ષણના વસ્ત્રો અને ઘર્ષણ ગુણાંક ઘટાડી શકાય છે, અને ઘર્ષણ ગુણાંક થોડી વધઘટ સાથે સ્થિર છે. દુર્લભ પૃથ્વી વિના ક્લેડીંગ લેયરની વસ્ત્રોની સપાટી ગંભીર સંલગ્નતા અને બરડ અસ્થિભંગ અને સ્પેલિંગ દર્શાવે છે, જો કે, દુર્લભ પૃથ્વી ધરાવતું આવરણ ઘસાઈ ગયેલી સપાટી પર નબળા સંલગ્નતા દર્શાવે છે, અને મોટા વિસ્તારના બરડ સ્પેલિંગના કોઈ સંકેત નથી. દુર્લભ અર્થ-ડોપ્ડ કોટિંગનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ઘન અને વધુ કોમ્પેક્ટ છે, અને છિદ્રો ઓછા થાય છે, જે માઇક્રોસ્કોપિક કણો દ્વારા જન્મેલા સરેરાશ ઘર્ષણ બળને ઘટાડે છે અને ઘર્ષણ ઘટાડે છે અને ડોપિંગ રેર અર્થ પણ cermets ના ક્રિસ્ટલ પ્લેન અંતરને વધારી શકે છે, તે દોરી જાય છે. બે સ્ફટિક ચહેરાઓ વચ્ચેના ક્રિયાપ્રતિક્રિયા બળના પરિવર્તન માટે અને ઘર્ષણ ગુણાંક ઘટાડે છે.

સારાંશ:

જો કે દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ્સે સિરામિક સામગ્રીઓ અને કોટિંગ્સના એપ્લિકેશનમાં મોટી સિદ્ધિઓ મેળવી છે, જે સિરામિક સામગ્રીઓ અને કોટિંગ્સના માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસરકારક રીતે સુધારી શકે છે, ત્યાં હજુ પણ ઘણા અજાણ્યા ગુણધર્મો છે, ખાસ કરીને ઘર્ષણ ઘટાડવામાં અને વસ્ત્રો કેવી રીતે બનાવવું. સામગ્રીની શક્તિ અને વસ્ત્રો પ્રતિકાર તેમના લુબ્રિકેટિંગ ગુણધર્મો સાથે સહકાર આપે છે તે ટ્રાયબોલોજીના ક્ષેત્રમાં ચર્ચા કરવા યોગ્ય એક મહત્વપૂર્ણ દિશા બની ગઈ છે.

ટેલિફોન: +86-21-20970332ઈમેલ:info@shxlchem.com