सिरेमिक कोटिंग्स में दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड का प्रभाव क्या है?

सिरेमिक, धातु सामग्री और बहुलक सामग्री को तीन प्रमुख ठोस पदार्थों के रूप में सूचीबद्ध किया गया है। सिरेमिक में कई उत्कृष्ट गुण होते हैं, जैसे कि उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध, आदि, क्योंकि सिरेमिक का परमाणु बॉन्डिंग मोड आयनिक बॉन्ड, सहसंयोजक बॉन्ड या मिश्रित आयन-सहसंयोजक बंधन उच्च बंधन ऊर्जा के साथ है। सिरेमिक कोटिंग सब्सट्रेट की बाहरी सतह की उपस्थिति, संरचना और प्रदर्शन को बदल सकती है, कोटिंग-सब्सट्रेट समग्र इसके नए प्रदर्शन के लिए इष्ट है। यह उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च पहनने के प्रतिरोध और सिरेमिक सामग्री के उच्च संक्षारण प्रतिरोध की विशेषताओं के साथ सब्सट्रेट की मूल विशेषताओं को व्यवस्थित रूप से जोड़ सकता है, और दो प्रकार की सामग्रियों के व्यापक लाभों को पूर्ण खेल देता है, इसलिए इसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस, विमानन, राष्ट्रीय रक्षा, रासायनिक उद्योग और अन्य उद्योगों में उपयोग किया जाता है।

दुर्लभ पृथ्वी को नई सामग्रियों का "ट्रेजर हाउस" कहा जाता है, क्योंकि इसकी अद्वितीय 4F इलेक्ट्रॉनिक संरचना और भौतिक और रासायनिक गुण हैं। हालांकि, शुद्ध दुर्लभ पृथ्वी धातुओं का उपयोग शायद ही कभी सीधे अनुसंधान में किया जाता है, और दुर्लभ पृथ्वी यौगिकों का ज्यादातर उपयोग किया जाता है। सबसे आम यौगिक CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES और दुर्लभ पृथ्वी फेरोसिलिकॉन हैं। ये दुर्लभ पृथ्वी यौगिक सिरेमिक सामग्री और सिरेमिक कोटिंग्स की संरचना और गुणों में सुधार कर सकते हैं।

मैं सिरेमिक सामग्री में दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड का अनुप्रयोग

स्टेबलाइजर्स के रूप में दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को जोड़ने और विभिन्न सिरेमिक में एड्स को सिन्टरिंग करने से सिन्टरिंग तापमान कम हो सकता है, कुछ संरचनात्मक सिरेमिक की ताकत और क्रूरता में सुधार हो सकता है, और इस प्रकार उत्पादन लागत को कम कर सकता है। इसी समय, दुर्लभ पृथ्वी तत्व भी अर्धचालक गैस सेंसर, माइक्रोवेव मीडिया, पीजोइलेक्ट्रिक सिरेमिक और अन्य कार्यात्मक सिरेमिक में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। शोध में पाया गया कि, एल्यूमिना सिरेमिक में दो या अधिक दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड को एक साथ जोड़ने से एल्यूमिना सिरेमिक में एकल दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड को जोड़ने से बेहतर है। अनुकूलन परीक्षण के बाद, Y2O3+CEO2 का सबसे अच्छा प्रभाव है। जब 0.2%Y2O3+0.2%CEO2 को 1490 ℃ पर जोड़ा जाता है, तो पापी नमूनों का सापेक्ष घनत्व 96.2%तक पहुंच सकता है, जो किसी भी दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड Y2O3 या CEO2 के साथ नमूनों के घनत्व से अधिक है।

सिंटरिंग को बढ़ावा देने में LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 का प्रभाव केवल LA2O3 को जोड़ने की तुलना में बेहतर है, और पहनने के प्रतिरोध में स्पष्ट रूप से सुधार हुआ है। यह भी दर्शाता है कि दो दुर्लभ पृथ्वी आक्साइड का मिश्रण एक साधारण जोड़ नहीं है, लेकिन उनके बीच एक बातचीत है, जो कि एल्यूमिना सिरेमिक के सिंटरिंग और प्रदर्शन सुधार के लिए अधिक फायदेमंद है, लेकिन सिद्धांत का अध्ययन किया जाना बाकी है।

इसके अलावा, यह पाया जाता है कि मिश्रित दुर्लभ पृथ्वी धातु ऑक्साइड के अलावा सिंटरिंग एड्स सामग्री के प्रवास में सुधार कर सकते हैं, MGO सिरेमिक के सिंटरिंग को बढ़ावा दे सकते हैं और घनत्व में सुधार कर सकते हैं। हालांकि, जब मिश्रित धातु ऑक्साइड की सामग्री 15%से अधिक होती है, तो सापेक्ष घनत्व कम हो जाता है और खुला छिद्र बढ़ जाता है।

दूसरा, सिरेमिक कोटिंग्स के गुणों पर दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड का प्रभाव

मौजूदा शोध से पता चलता है कि दुर्लभ पृथ्वी तत्व अनाज के आकार को परिष्कृत कर सकते हैं, घनत्व में वृद्धि कर सकते हैं, माइक्रोस्ट्रक्चर में सुधार कर सकते हैं और इंटरफ़ेस को शुद्ध कर सकते हैं। यह सिरेमिक कोटिंग्स की ताकत, क्रूरता, कठोरता, पहनने के प्रतिरोध और संक्षारण प्रतिरोध में सुधार करने में एक अनूठी भूमिका निभाता है, जो कुछ हद तक सिरेमिक कोटिंग्स के प्रदर्शन में सुधार करता है और सिरेमिक कोटिंग्स की आवेदन सीमा को व्यापक बनाता है।

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दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड द्वारा सिरेमिक कोटिंग्स के यांत्रिक गुणों में सुधार

दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड सिरेमिक कोटिंग्स की कठोरता, झुकने की ताकत और तन्य संबंध शक्ति में काफी सुधार कर सकते हैं। प्रायोगिक परिणाम बताते हैं कि कोटिंग की तन्यता ताकत को एलएओ _ 2 का उपयोग करके एल 2 ओ 3+3% टीआईओ _ 2 सामग्री में एडिटिव के रूप में प्रभावी रूप से सुधार किया जा सकता है, और तन्यता बांड शक्ति 27.36 एमपीए तक पहुंच सकती है जब एलएओ _ 2 की मात्रा 6.0% होती है। CR2O3 सामग्री में 3.0% और 6.0% के द्रव्यमान अंश के साथ CEO2 को जोड़ना, कोटिंग की तन्य संबंध शक्ति 18 ~ 25mpa के बीच है, जो कि मूल 12 ~ 16MPA से अधिक है, जब CEO2 की सामग्री 9.0% होती है, तो तन्य बंधन शक्ति 12 ~ 15MPA तक घट जाती है।

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दुर्लभ पृथ्वी द्वारा सिरेमिक कोटिंग के थर्मल शॉक प्रतिरोध में सुधार

थर्मल शॉक रेजिस्टेंस टेस्ट गुणात्मक रूप से कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच संबंध शक्ति और कोटिंग और सब्सट्रेट के बीच थर्मल विस्तार गुणांक के मिलान को दर्शाने के लिए एक महत्वपूर्ण परीक्षण है। यह सीधे कोटिंग की क्षमता को छीलने का विरोध करने की क्षमता को दर्शाता है जब तापमान उपयोग के दौरान वैकल्पिक रूप से बदलता है, और कोटिंग की क्षमता को भी दर्शाता है कि यांत्रिक सदमे की थकान और साइड से सब्सट्रेट के साथ संबंध क्षमता का विरोध करने के लिए कोटिंग की क्षमता को दर्शाता है। इसके अलावा, यह सिरेमिक कोटिंग की गुणवत्ता का न्याय करने के लिए भी महत्वपूर्ण कारक है।

अनुसंधान से पता चलता है कि 3.0%CEO2 के अलावा कोटिंग में छिद्र और छिद्र आकार को कम कर सकता है, और छिद्रों के किनारे पर तनाव एकाग्रता को कम कर सकता है, इस प्रकार CR2O3 कोटिंग के थर्मल शॉक प्रतिरोध में सुधार होता है। हालांकि, Al2O3 सिरेमिक कोटिंग की पोरसिटी कम हो गई, और LAO2 को जोड़ने के बाद कोटिंग की बॉन्डिंग स्ट्रेंथ और थर्मल शॉक विफलता जीवन में स्पष्ट रूप से वृद्धि हुई। जब LAO2 की अतिरिक्त मात्रा 6% (द्रव्यमान अंश) होती है, तो कोटिंग का थर्मल शॉक प्रतिरोध सबसे अच्छा होता है, और थर्मल शॉक विफलता जीवन 218 गुना तक पहुंच सकता है, जबकि लाओ 2 के बिना कोटिंग का थर्मल शॉक विफलता जीवन केवल 163 बार है।

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दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड कोटिंग्स के पहनने के प्रतिरोध को प्रभावित करते हैं

सिरेमिक कोटिंग्स के पहनने के प्रतिरोध में सुधार करने के लिए उपयोग किए जाने वाले दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड ज्यादातर CEO2 और LA2O3 हैं। उनकी हेक्सागोनल स्तरित संरचना अच्छी स्नेहन फ़ंक्शन दिखा सकती है और उच्च तापमान पर स्थिर रासायनिक गुणों को बनाए रख सकती है, जो प्रभावी रूप से पहनने के प्रतिरोध में सुधार कर सकती है और घर्षण गुणांक को कम कर सकती है।

शोध से पता चलता है कि CEO2 की उचित मात्रा के साथ कोटिंग का घर्षण गुणांक छोटा और स्थिर है। यह बताया गया है कि प्लाज्मा में LA2O3 को जोड़ने से निकेल-आधारित सेर्मेट कोटिंग में स्पष्ट रूप से घर्षण पहनने और कोटिंग के घर्षण गुणांक को कम किया जा सकता है, और घर्षण गुणांक थोड़ा उतार-चढ़ाव के साथ स्थिर है। दुर्लभ पृथ्वी के बिना क्लैडिंग परत की पहनने की सतह गंभीर आसंजन और भंगुर फ्रैक्चर और स्पॉलिंग को दर्शाती है, हालांकि, दुर्लभ पृथ्वी युक्त कोटिंग पहना सतह पर कमजोर आसंजन दिखाती है, और बड़े क्षेत्र के भंगुर स्पैलिंग का कोई संकेत नहीं है। दुर्लभ पृथ्वी-डॉप्ड कोटिंग का माइक्रोस्ट्रक्चर सघन और अधिक कॉम्पैक्ट है, और छिद्र कम हो जाते हैं, जो सूक्ष्म कणों द्वारा वहन करने वाले औसत घर्षण बल को कम करता है और घबराता है और डोपिंग को कम करता है दुर्लभ पृथ्वी भी सेर्मों के क्रिस्टल विमान की दूरी को बढ़ा सकता है, यह दो क्रिस्टल चेहरों के बीच इंटरैक्शन फोर्स के परिवर्तन की ओर जाता है और फ्रिक्ट को कम करता है।

सारांश:

यद्यपि दुर्लभ पृथ्वी ऑक्साइड ने सिरेमिक सामग्री और कोटिंग्स के अनुप्रयोग में बड़ी उपलब्धियां की हैं, जो सिरेमिक सामग्री और कोटिंग्स के माइक्रोस्ट्रक्चर और यांत्रिक गुणों को प्रभावी ढंग से सुधार सकते हैं, अभी भी कई अज्ञात गुण हैं, विशेष रूप से घर्षण और पहनने को कम करने के लिए। उनके चिकनाई के गुणों के साथ एक महत्वपूर्ण दिशा में एक महत्वपूर्ण दिशा बन गई है।

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