Elementy ziem rzadkichsą ogólnym terminem na 17 elementów metalowych, w tym 15 elementów lantanowców iScandiumIitr. Od końca XVIII wieku były one szeroko stosowane w metalurgii, ceramice, szkła, petrochemiku, drukowaniu i farbowaniu, rolnictwie i leśnictwa oraz innych branżach. Zastosowanie elementów ziem rzadkich w branży ceramicznym mojego kraju rozpoczęło się w latach 30. XX wieku. W latach siedemdziesiątych całkowita ilośćRzekskie ziemiStosowany w materiałach ceramicznych osiągnął 70 tys. rocznie, co stanowi około 2% do 3% całkowitej produkcji krajowej. Obecnie ziemi rzadkie są stosowane głównie w ceramice strukturalnej, ceramice funkcjonalnej, glazury ceramicznych i innych polach. Dzięki ciągłemu rozwojowi i stosowaniu nowych materiałów ziem rzadkich, ziem rzadkich stosuje się jako dodatki, stabilizatory i pomoce spiekania w różnych materiałach ceramicznych, co znacznie poprawia ich wydajność, zmniejsza koszty produkcji i umożliwia ich zastosowanie przemysłowe.
Zastosowanie elementów ziem rzadkich w ceramice strukturalnej
■ Zastosowanie wAL2O3Ceramika Ceramika Al2O3 to najczęściej stosowana ceramika strukturalna ze względu na ich wysoką wytrzymałość, oporność w wysokiej temperaturze, dobrą izolację, odporność na zużycie, odporność na korozję i dobre właściwości elektromechaniczne. Dodawanie tlenków ziem rzadkich, takich jakY2O3, LA2O3, SM2O3itp. może poprawić właściwości zwilżania materiałów kompozytowych AL2O3, zmniejszyć temperaturę topnienia materiałów ceramicznych; zmniejszyć porowatość materiału i zwiększyć gęstość; Utrudniaj migrację innych jonów, zmniejsz szybkość migracji granic ziaren, hamuj wzrost ziarna i ułatwiaj tworzenie gęstych struktur; Popraw siłę fazy szklanej, osiągając w ten sposób cel poprawy właściwości mechanicznych ceramiki Al2O3.
■ Zastosowanie wSI3N4CeramicsSI3N4 Ceramika mają doskonałe właściwości mechaniczne, właściwości termiczne i stabilność chemiczną i są najbardziej obiecującymi materiałami do ceramiki strukturalnej w wysokiej temperaturze. Ponieważ SI3N4 jest silnym związkiem wiązania kowalencyjnego, czystego SI3N4 nie można zagęścić konwencjonalne spiekanie w fazie stałej. Dlatego oprócz spiekania reakcji bezpośredniego azotowania proszku Si należy dodać pewną ilość pomocy spiekania, aby stworzyć gęsty materiał. Obecnie bardziej idealnymi pomocy spiekania do przygotowania ceramiki SI3N4 są tlenki ziem rzadkich, takie jakY2O3, ND2O3, ILA2O3. Z jednej strony te tlenki ziem rzadkich reagują ze śladowym SiO2 na powierzchni proszku SI3N4 w wysokiej temperaturze, aby wytworzyć fazy szklane o wysokiej temperaturze azotu, które skutecznie promują spiekanie ceramiki SI3N4; Z drugiej strony tworzą one granice szklane Y-La-Si-On o wysokiej refraktory i lepkości, mają wysoką wytrzymałość na zginanie o wysokiej temperaturze i dobrą odporność na utlenianie, i są łatwą do wytrącania krystalicznych związków zawierających Y i LA o wysokich temperaturach, co poprawia wysoką temperaturę wytrzymałości złamania materiału.
■ Zastosowanie wZro2Ceramika Ceramika Zro2 ma wysoką gęstość, wysoką temperaturę topnienia i twardość, szczególnie wysoką wytrzymałość na zginanie i wytrzymałość złamań, które są najwyższe wśród wszystkich ceramiki. Ponieważ transformacji kryształowej ZRO2 towarzyszy oczywistą zmianę objętości, zakres bezpośredniego użycia jest ograniczony. Dzięki pogłębieniu prac badawczych stwierdzono, że dodanie tlenków ziem rzadkich ma lepszy wpływ hamujący i stabilizujący na zmianę fazową ZRO2. Powszechnie stosowane tlenki ziem rzadkich są głównieY2O3WND2O3i CE2O3. Ich promień jonowy jest zasadniczo bliski promieni ZR4+i mogą tworzyć monokliniczne, tetragonalne i sześcienne roztwory stałe z ZRO2. Ten rodzaj materiału ceramicznego ZRO2 ma dobre wskaźniki wydajności technicznej. Na przykład,CEO2może tworzyć region fazowy tetragonalnego roztworu cyrkonowego w szerokim zakresie z ZRO2, który jest dobrym stałym materiałem elektrolitowym. Stabilizowany Y2O3 ZRO2 (YSZ) jest doskonałym materiałem przewodnikiem jonowym tlenu, który był szeroko stosowany w ogniwach paliwowych tlenku stałego (SOFC), czujnikach tlenu i częściowych reaktorach membranowych utleniania metanu.
■ Zastosowanie wSicceramikaKrzemowy węglikCeramika jest odporna na wysokie temperatury, szok cieplny, korozję, zużycie, dobrą przewodność cieplną i lekką wagę oraz są powszechnie stosowane ceramika strukturalna w wysokiej temperaturze. Silna kowalencyjna charakterystyka wiązaniaSicUstal, że trudno jest osiągnąć odgębienie spiekania w normalnych warunkach. Zwykle konieczne jest dodanie pomocy spiekania lub użycie gorących prasowych i gorących izostatycznych procesów spiekania. Proces produkcyjny jest skomplikowany, a koszt jest wysoki. Najbardziej efektywną pomocy spiekania w bez presji spiekania SIC jest AL2O3-Y2O3; Ceramiczne materiały kompozytowe SIC-YAG z Y3AL5O12 (skrót od YAG), ponieważ główna pomoc spiekania może osiągnąć spiekanie w odgałęzieniu w niższej temperaturze, więc są uważane za jeden z najbardziej obiecujących systemów ceramicznych z węglika krzemu.
■ Zastosowanie wAlnceramikaAlnjest kowalencyjnym związkiem wiązania o wysokiej temperaturze topnienia, wysokiej przewodności cieplnej, niską stałą dielektryczną i odpornością na korozję metali i stopów, takich jak żelazo i aluminium. Ma doskonałą oporność w wysokiej temperaturze w specjalnej atmosferze i jest idealnym na dużą skalę zintegrowanego podłoża i materiału opakowaniowego. Ponieważ ALN jest kowalencyjną wiązaniem, spiekanie jest bardzo trudne, a pojedyncza pomoc spiekania może jedynie zmniejszyć temperaturę spiekania w ograniczonym stopniu, więc pomoce kompozytowe (tlenki metali ziem rzadkich i tlenki metalu ziem alkalicznego) są zwykle stosowane jako pomocy spiekania w celu utworzenia fazy ciekłej w celu promowania spiekania. Ponadto pomoce spiekania mogą również reagować z zanieczyszczeniami tlenu wAln, Zmniejsz wakaty z glinu spowodowane częściowym rozpuszczeniem tlenu w sieci ALN i popraw przewodność cieplnąAln.
■ Zastosowanie w ceramice Sialon Ceramika Sialon jest rodzajem gęstego polikrystalicznego ceramiki azotku polikrystalicznego opracowanego na podstawieSI3N4ceramika. Powstają one przez częściowe zastąpienie atomów SI i N atomówSI3N4przez atomy Al i O w AL2O3. Ich wytrzymałość, wytrzymałość i odporność na utlenianie są lepsze niż ceramika SI3N4 i są szczególnie odpowiednie do ceramicznych elementów silnika i innych opornych na zużycia produktów ceramicznych. Materiały Sialon nie są łatwe do spiekania. Wprowadzenie tlenków ziem rzadkich sprzyja tworzeniu się fazy ciekłej w niższej temperaturze, co skutecznie promuje spiekanie. Jednocześnie kationy ziem rzadkich mogą wejść do sieci fazy α-SI3N4, zmniejszyć zawartość fazy szklanej i tworzyć fazę graniczną ziarna, poprawiając temperaturę pokojową i wydajność materiału w wysokiej temperaturze materiału. Badania wykazały, że dodanie 1%Y2O3może tworzyć fazę szklaną o wysokiej temperaturze podczas spiekania ceramiki sialona w wysokich temperaturach, co nie tylko spiekja spiekanie, ale także poprawia jego wytrzymałość złamań. Ponadto dodanie niewielkiej ilości Y2O3 również znacznie poprawia jego odporność na utlenianie.
Zastosowanie elementów ziem rzadkich w ceramice funkcjonalnej
Rzekskie ziemisą ściśle związane z ceramiką funkcjonalną. Dodanie pewnychElementy ziem rzadkichDo surowców wielu ceramiki funkcjonalnej może nie tylko poprawić spiekanie, gęstość, siłę itp. Ceramiki, ale co ważniejsze, może znacznie poprawić ich unikalne efekty funkcjonalne.
1Rola w nadprzewodzącym ceramice od 1987 roku, kiedy materialni naukowcy z Chin, Japonii, Stanów Zjednoczonych i innych krajów odkryli, że ceramika tlenkowaTlenek miedzi baru jttrium(YBCO) mają doskonałą nadprzewodność w wysokiej temperaturze (TC do 92k), ludzie wykonali wiele pracy w badaniach wydajności i rozwoju ceramiki o wysokiej temperaturze w wysokiej temperaturze i poczynili wiele znaczących postępów. Badania japońskie wykazały, że po zastąpieniu Y w YBCOLekkie rzadkie ziemi(Ln) takie jakNd, Sm, Eu, IGd, Krytyczna wytrzymałość pola magnetycznego powstałego nadprzewodzącego materiału ceramicznego LNBCO jest znacznie ulepszona, a siła przypinania strumienia magnetycznego jest również znacznie zwiększona, która ma dużą praktyczną wartość w elektryczności, magazynowaniu energii i transporcie. Używany uniwersytet PekiZro2jako podłoże i podgrzał go do około 200 ° C i odparował Y (lub innyRzekskie ziemi), Tlenki BA i Cu na podłożu w warstwach do obróbki dyfuzji, a ciepło oczyszczały je w zakresie temperatur 800-900 ° C. Powstała ceramika nadprzewodnicza wykazała dobry metalowy współczynnik temperatury oporności powyżej 100k. Dodano Uniwersytet Kagoshima w JaponiiZiemia rzadkaLA do SR i NB Tlenki do tworzenia filmu ceramicznego, które wykazywały nadprzewodność przy 255 tys.
2 Zastosowanie w ceramice piezoelektrycznej ołowiu Titanate (Pbtio3) jest typową ceramiką piezoelektryczną z mechanicznym efektem sprzęgania energii energii elektrycznej. Ma wysoką temperaturę curie (490 ° C) i niską stałą dielektryczną i nadaje się do zastosowania w warunkach wysokiej temperatury i wysokiej częstotliwości. Jednak podczas procesu przygotowywania i chłodzenia mikro pęknięcia są podatne na przejście fazowe sześcienne. W celu rozwiązania tego problemu do jego modyfikacji używane są ziemiy rzadkie. Po spiekaniu w 1150 ° C można uzyskać ceramikę Re-PBTIO3 o względnej gęstości 99%. Mikrostruktura jest znacznie ulepszona i może być stosowana do produkcji macierzy przetworników pracujących w warunkach wysokiej częstotliwości 75 MHz. W ołowiu ceramiki piezoelektrycznej ołowiu (PZT) z wysokimi współczynnikami piezoelektrycznymi, dodając tlenki ziem rzadkich, takie jakLA2O3, SM2O3, IND2O3, właściwości spiekania ceramiki PZT można znacznie poprawić i można uzyskać stabilne właściwości elektryczne i piezoelektryczne. Ponadto wydajność ceramiki PZT można poprawić, dodając niewielką ilość tlenku ziem rzadkichCEO2. Po dodaniu CEO2 wzrasta rezystywność objętości Ceramiki PZT, która sprzyja realizacji polaryzacji w procesie wysokiej temperatury i wysokiej pola elektrycznego oraz jego odporności na starzenie się czasu i starzenie się temperatury. PZT Ceramika zmodyfikowana przezRzekskie ziemibyły szeroko stosowane w generatorach wysokiego napięcia, generatorach ultradźwiękowych, podwodnych przetwornikach akustycznych i innych urządzeniach.
3Zastosowanie w ceramice ceramiki przewodzącej Ceramika z cyrkonu (YSZ) zTlenek ziem rzadkich Y2O3Ponieważ addytyw ma dobrą stabilność termiczną i chemiczną w wysokich temperaturach, są dobrym przewodnikiem tlenu i mają wyraźną pozycję w ceramice przewodzącej jonowej. Czujniki ceramiczne Ysz zostały z powodzeniem zastosowane do pomiaru ciśnienia częściowego tlenu w wydechach samochodowych, skutecznie kontrolować stosunek powietrza/paliwa i mają znaczące efekty oszczędzania energii. Były one szeroko stosowane w kotłach przemysłowych, piecach wytopowych, spalarniach i innych urządzeniach opartych na spalaniu. Jednak ceramika YSZ wykazuje wysoką przewodność jonową tylko wtedy, gdy temperatura jest wyższa niż 900 ° C, więc ich zastosowanie nadal podlega pewnym ograniczeniom. Istniejące badania wykazały, że dodanie odpowiedniej ilości Y2O3 lubGD2O3 to Bi2O3Ceramika o wyższej przewodności jonowej może ustabilizować fazę sześcienną skoncentrowaną na twarzy BI2O3 do temperatury pokojowej. W tym samym czasie wzorce dyfrakcji rentgenowskiej wykazały również, że (BI2O3) 0,75 · (Y2O3) 0,25 i (BI2O3) 0,65 · (GD2O3) 0,35 są stabilnymi strukturami sześciennymi skoncentrowanymi na twarzy o wysokiej przewodności jonowej. Po powleczeniu boku tej ceramiki za pomocą filmu ochronnego (ZRO2) 0,92 (Y2O3) 0,08, ogniwa paliwowe i czujniki tlenu o wysokiej przewodności jonowej i dobrej stabilności, które mogą działać w warunkach średniej temperatury (500 ~ 800 ℃) można przygotować i zmontować, co jest sprzyjające rozwiązywaniu trudności przy użyciu technologii wysokiej temperatury.
4 Zastosowanie ceramiki dielektrycznej ceramiki dielektrycznej są stosowane głównie do produkcji ceramicznych kondensatorów i mikrofalowych elementów dielektrycznych. W ceramice dielektrycznej, takiej jakTio2, Mgtio3,Batio3i ich złożona ceramika dielektryczna, dodającRzekskie ziemitakie jak LA, ND i DY mogą znacznie poprawić swoje właściwości dielektryczne. Na przykład w ceramice batio3 o wysokiej stałej dielektrycznej, dodanie związków LA i ND rzadkich ziem rzadkich o stałej wartości dielektrycznej ε = 30 ~ 60 może utrzymać stałą stałą dielektryczną w szerokim zakresie temperatur, a żywotność usługi urządzenia jest znacznie ulepszona. W ceramice dielektrycznej dla kondensatorów kompensacji termicznej można również odpowiednio dodawać ziemskie ziemia, aby poprawić lub dostosować stałą dielektryczną, współczynnik temperatury i współczynnik jakości ceramiki, rozszerzając w ten sposób zakres aplikacji. Ceramika stabilna kondensatora magnezu magnezu jest modyfikowana za pomocą LA2O3, a uzyskana ceramika MGO · TiO2-LA2O3-Tio2 i ceramika CATIO3-MGTIO3-LA2TIO5 nie tylko utrzymują pierwotne cechy niskiej utraty dielektrycznej i współczynnika temperatury, ale znacząco poprawiają ich dielektryk.stały.
5 Zastosowanie w czułej ceramice wrażliwą ceramikę jest ważnym rodzajem ceramiki funkcjonalnej. Charakteryzują się one wrażliwe na pewne warunki zewnętrzne, takie jak napięcie, skład gazu, temperatura, wilgotność itp. Dlatego mogą monitorować obwody, procesy operacyjne lub środowiska poprzez reakcję lub zmianę powiązanych parametrów wydajności elektrycznej. Są one szeroko stosowane jako elementy wykrywające w obwodach kontrolnych, więc są również nazywane ceramiką czujników. Istnieje bliski związek między ziemiami rzadkimi a wydajnością tego rodzaju ceramiki.
(1) Ceramika elektrooptyczna: dodając tlenek ziem rzadkichLA2O3Do PZT można uzyskać przezroczystą ceramikę elektro-optyczną ołowiową ołowianą cyrkonian (PLZT). Pierwotny materiał macierzy PZT jest ogólnie nieprzezroczysty ze względu na obecność porów, fazy graniczne ziarna i anizotropii, podczas gdy dodanie LA2O3 powoduje jednolite mikrostruktury, w dużej mierze eliminuje pory, osłabia jej anizotropię i znacząco zmniejsza rozpraszanie światła spowodowane przez wiele przebiegów przebiegu zbóż. Dlatego PLZT ma dobrą wydajność transmisji światła. PLZT jest szeroko stosowany w goglach do ochrony promieniowania jądrowego, okna ciężkich bombowców, modulatorów komunikacji optycznych, holograficznych urządzeń rejestrujących itp.
(2) Ceramika Varistor: Central South University of Technology badał wpływ pierwiastków ziem rzadkich na właściwości elektryczne ceramiki Varistor ZnO. Po tym, jak ceramika Varistor ZnO domieszkowano tlenkiem ziem rzadkichLA2O3, ich wartość VLMA napięcia Varistor znacznie wzrosła; Gdy ilość domieszkowania wzrosła z 0,1% do 10%, nieliniowy współczynnik α ceramiki zmniejszył się z 20 do 1 i zasadniczo nie miał właściwości varistor. Dlatego w przypadku ceramiki ZnO domieszkowanie pierwiastków ziem rzadkich o niskim stężeniu może zwiększyć jego wartość napięcia Varistor, ale ma niewielki wpływ na nieliniowy współczynnik; a domieszkowanie o wysokim stężeniu nie wykazuje charakterystyk Varistor.
(3) Ceramika wrażliwe na gaz: Od lat 70. ludzie przeprowadzili wiele badań na temat roli dodawania tlenków ziem rzadkich do wrażliwych na gaz materiałów ceramicznych, takich jak ZnoSno2IFe2O3i wyprodukowali ABO3 i A2BO4 Ziemia Ziemia Ziemia Ziemia Ziemia. Wyniki badań pokazują, że dodanie tlenków ziem rzadkich do ZnO może znacznie poprawić jego wrażliwość na propylen; dodanieCEO2Sno2 może wytwarzać spiekany element wrażliwy na etanol.
(4) Ceramika termistorowa: Titanian baru (BATIO3) jest najczęściej badaną i szeroko stosowaną ceramiką termistorową. Gdy do batio3 są dodawane śladowe elementy ziem rzadkich, takie jak LA, CE, SM, Dy, Y itp. (Ułamek atomowy molowej jest od 0,2% do 0,3%), część Ba2+ jest zastępowana przez RE3+ promieniem podobnym do Ba2+, generując nadmiar dodatnich ładunków i formowanie słabo związanych elektronów poprzez działanie Ti4+, tak że to rezerwowość ceramiczna jest znacząca zmniejszona; Jeśli jednak kwota dopingu przekracza pewną wartość, ze względu na tworzenie wolnych miejsc pracy BA2+ i zniknięciu przewodzących nośników, rezystywność ceramiki wzrasta gwałtownie, a nawet staje się izolatorem.
(5) Ceramika wrażliwe na wilgotność: Wśród różnych rodzajów ceramiki wrażliwej na wilgotność, obecnie dodawane rzadkie ziemi są głównie Lantanum i jej tlenki, takie jak system SR1-XLAXSNO3, System LA2O3-Tio2, LA2O3-Tio2-V2O5, SR0.95LA0.05SNO3 i PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3 itp. W celu dalszego poprawy wrażliwości ceramiki wilgotności pod względem realizmu i stabilności oraz poprawy ich praktyczności, konieczne jest również wzmocnienie badań nad wpływem wpływu na wpływ na wpływ na wpływ na wpływ na wpływZiemia rzadkaDodanie do odpowiednich właściwości ceramiki.
Specjalizujemy się w eksportowaniu produktów rzadkich, aby kupić produkt ziem rzadkich, witamykontaktuje się z nami
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Czas postu: lutego-06-2025