Керамик бүрээсэнд газрын ховор оксид ямар нөлөө үзүүлдэг вэ?

Керамик, металл материал, полимер материалыг гурван үндсэн хатуу материалаар жагсаав. Керамик нь өндөр температурт тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй гэх мэт олон гайхалтай шинж чанартай байдаг, учир нь керамикийн атомын холболтын горим нь ионы холбоо, ковалент холбоо эсвэл холимог ион-ковалентын холбоо юм. Керамик бүрээс нь субстратын гаднах гадаргуугийн гадаад төрх байдал, бүтэц, гүйцэтгэлийг өөрчлөх боломжтой, Бүрхүүл-субстратын нийлмэл материал нь шинэ гүйцэтгэлийн хувьд илүүд үздэг. Энэ нь субстратын анхны шинж чанарыг өндөр температурт тэсвэртэй, өндөр элэгдэлд тэсвэртэй, өндөр зэврэлтэнд тэсвэртэй керамик материалын шинж чанаруудтай органик байдлаар хослуулж, хоёр төрлийн материалын иж бүрэн давуу талыг бүрэн гүйцэд харуулж чаддаг тул сансар огторгуйд өргөн хэрэглэгддэг. , нисэх, үндэсний батлан ​​хамгаалах, химийн үйлдвэр болон бусад үйлдвэрүүд.

Ховор шороог 4f электроникийн өвөрмөц бүтэц, физик, химийн шинж чанартай учраас шинэ материалын "эрдэнэсийн байшин" гэж нэрлэдэг. Харин газрын ховор металлыг шууд судалгаанд ашиглах нь ховор бөгөөд газрын ховор элементийг ихэвчлэн ашигладаг. Хамгийн түгээмэл нэгдлүүд нь CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS болон газрын ховор ферросиликон юм. Эдгээр газрын ховор нэгдлүүд нь керамик материал, керамик бүрээсний бүтэц, шинж чанарыг сайжруулж чаддаг.

I керамик материалд газрын ховор оксидыг хэрэглэх

Газрын ховор элементийг тогтворжуулагч болгон нэмж, янз бүрийн керамик эдлэлд ДОХ-ыг задлах нь агломерын температурыг бууруулж, зарим бүтцийн керамикийн бат бөх, бат бөх чанарыг сайжруулж, улмаар үйлдвэрлэлийн өртөгийг бууруулдаг. Үүний зэрэгцээ газрын ховор элемент нь хагас дамжуулагч хийн мэдрэгч, богино долгионы орчин, пьезоэлектрик керамик болон бусад функциональ керамик эдлэлд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Судалгаанаас үзэхэд хөнгөн цагааны керамик дээр хоёр буюу түүнээс олон газрын ховор оксидыг хамтад нь нэмэх нь хөнгөн цагааны керамик дээр нэг газрын ховор оксид нэмснээс илүү дээр юм. Оновчлолын туршилтын дараа Y2O3+CeO2 хамгийн сайн нөлөө үзүүлдэг. 1490 ℃ температурт 0.2% Y2O3+0.2% CeO2 нэмэхэд шингэрүүлсэн дээжийн харьцангуй нягт 96.2% хүрч, зөвхөн Y2O3 эсвэл CeO2 ховор оксид агуулсан дээжийн нягтаас давж болно.

La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3-ийн синтерингийг дэмжих нөлөө нь зөвхөн La2O3 нэмэхээс илүү сайн бөгөөд элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь илт сайжирсан. Түүнчлэн газрын ховор хоёр ислийг холих нь энгийн нэмэлт зүйл биш, харин тэдгээрийн хооронд харилцан үйлчлэл байдаг нь хөнгөн цагааны исэлдлийн керамикийг нийлэгжүүлэх, гүйцэтгэлийг сайжруулахад илүү ашигтай боловч зарчмыг судлах шаардлагатай хэвээр байгааг харуулж байна.

Нэмж дурдахад газрын ховор металлын холимог ислийг ДОХ-ын ангиллаар нэмсэнээр материалын шилжилт хөдөлгөөнийг сайжруулж, MgO керамикийн нийлэгжилтийг дэмжиж, нягтралыг сайжруулдаг болохыг тогтоожээ. Харин холимог металлын ислийн агууламж 15%-иас их байвал харьцангуй нягт багасаж, ил сүвэрхэг чанар нэмэгддэг.

Хоёрдугаарт, газрын ховор оксидын керамик бүрээсний шинж чанарт үзүүлэх нөлөө

Газрын ховор элемент нь үр тарианы хэмжээг сайжруулж, нягтралыг нэмэгдүүлж, бичил бүтцийг сайжруулж, интерфэйсийг цэвэршүүлдэг болохыг одоо байгаа судалгаа харуулж байна. Энэ нь керамик бүрээсний бат бэх, хатуулаг, хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлыг сайжруулах онцгой үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь керамик бүрээсний гүйцэтгэлийг тодорхой хэмжээгээр сайжруулж, керамик бүрээсний хэрэглээний хүрээг өргөжүүлдэг.

1

Шаазан бүрээсийн механик шинж чанарыг газрын ховор оксидоор сайжруулах

Газрын ховор оксид нь керамик бүрээсний хатуулаг, гулзайлтын бат бэх, суналтын холболтын бат бөх чанарыг ихээхэн сайжруулдаг. Туршилтын үр дүнгээс харахад Lao _ 2-ийг Al2O3+3% TiO _2 материалд нэмэлт болгон ашигласнаар бүрхүүлийн суналтын бат бэхийг үр дүнтэй сайжруулж болох ба Lao _ 2-ийн хэмжээ 6.0 байхад суналтын бат бэх нь 27.36МПа хүрч чадна. %. Cr2O3 материалд 3.0% ба 6.0% масстай CeO2 нэмбэл, бүрхүүлийн суналтын бат бэх нь 18~25МПа хооронд байгаа нь анхны 12~16МПа-аас их боловч CeO2-ийн агууламж 9.0% байвал суналт холболтын хүч 12~15МПа хүртэл буурдаг.

2

Ховор шороогоор керамик бүрээсийн дулааны цохилтыг эсэргүүцэх чадварыг сайжруулах

Дулааны цочролын эсэргүүцлийн туршилт нь бүрэх ба субстрат хоорондын холболтын бат бөх байдал, бүрэх ба субстрат хоорондын дулааны тэлэлтийн коэффициентийн нийцлийг чанарын хувьд тусгах чухал туршилт юм. Энэ нь ашиглалтын явцад температур ээлжлэн өөрчлөгдөхөд бүрхүүлийн хальсыг тэсвэрлэх чадварыг шууд тусгахаас гадна механик цочролыг тэсвэрлэх, субстраттай хажуу талаас нь наах чадварыг тусгадаг. керамик бүрээсний чанар.

Судалгаанаас харахад 3.0% CeO2 нэмснээр бүрхүүлийн сүвэрхэг чанар, нүх сүвний хэмжээг багасгаж, нүхний ирмэг дэх стрессийн концентрацийг бууруулж, Cr2O3 бүрхүүлийн дулааны цохилтыг эсэргүүцэх чадварыг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч Al2O3 керамик бүрээсний сүвэрхэг чанар буурч, LaO2 нэмсний дараа бүрхүүлийн наалдамхай бат бэх ба дулааны цохилтын эвдрэлийн хугацаа тодорхой нэмэгдсэн. LaO2-ийн нэмэлт хэмжээ 6% (массын фракц) байвал бүрхүүлийн дулааны цохилтын эсэргүүцэл хамгийн сайн бөгөөд дулааны цохилтын эвдрэлийн хугацаа 218 дахин их байдаг бол LaO2-гүй бүрхүүлийн дулааны цохилтын гэмтэл нь ердөө 163 дахин их байдаг. удаа.

3

Газрын ховор оксид нь бүрхүүлийн элэгдэлд тэсвэртэй байдалд нөлөөлдөг

Керамик бүрхүүлийн элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг сайжруулахад ашигладаг газрын ховор оксид нь ихэвчлэн CeO2 ба La2O3 юм. Тэдний зургаан өнцөгт давхаргат бүтэц нь сайн тосолгооны функцийг харуулж, өндөр температурт тогтвортой химийн шинж чанарыг хадгалж, элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг үр дүнтэй сайжруулж, үрэлтийн коэффициентийг бууруулдаг.

Судалгаанаас үзэхэд зохих хэмжээний CeO2 бүхий бүрхүүлийн үрэлтийн коэффициент бага, тогтвортой байна. Плазмын шүршигч никель дээр суурилсан кермет бүрээсэнд La2O3 нэмэх нь үрэлтийн элэгдэл, үрэлтийн коэффициентийг бууруулах боломжтой бөгөөд үрэлтийн коэффициент нь бага зэрэг хэлбэлзэлтэй тогтвортой байдаг гэж мэдээлсэн. Ховор шороогүй бүрээсийн давхаргын элэгдлийн гадаргуу нь ноцтой наалдац, хэврэг хугарал, хугарал үүсгэдэг боловч ховор шороо агуулсан бүрээс нь элэгдэлд орсон гадаргуу дээр сул наалддаг бөгөөд том талбайд хэврэгшсэн шинж тэмдэггүй байдаг. Ховор шороогоор баяжуулсан бүрхүүлийн бичил бүтэц нь илүү нягт, нягт, нүх сүв нь багасч, бичил хэсгүүдийн дундах үрэлтийн хүчийг бууруулж, үрэлт, элэгдлийг бууруулдаг. хоёр талст гадаргуугийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг өөрчлөхөд хүргэж, үрэлтийн коэффициентийг бууруулдаг.

Дүгнэлт:

Газрын ховор оксид нь керамик материал, бүрээсийг хэрэглэхэд асар их ололт амжилтад хүрч, керамик материал, бүрээсийн бичил бүтэц, механик шинж чанарыг үр дүнтэй сайжруулж чадсан боловч үл мэдэгдэх олон шинж чанарууд, ялангуяа үрэлт, элэгдлийг багасгахад хэвээр байна. Материалын хүч чадал, элэгдэлд тэсвэртэй байдал нь тосолгооны шинж чанартай холбоотой байдаг нь трибологийн салбарт хэлэлцэх ёстой чухал чиглэл болжээ.

Утас: +86-21-20970332Имэйл:info@shxlchem.com