Prvky vzácnych zemínsú všeobecným pojmom pre 17 kovových prvkov, vrátane 15 prvkov lantanidu aškrubaytria. Od konca 18. storočia sa široko používajú v metalurgii, keramike, skle, petrochemikáliách, tlači a farbení, poľnohospodárstve a lesníctve a iných odvetviach. Aplikácia prvkov vzácnych zemín v keramickom priemysle mojej krajiny sa začala v 30. rokoch 20. storočia. V 70. rokoch 20. storočia celková sumavzácne ZemPoužívané v keramických materiáloch dosiahli 70 T/rok, čo predstavuje asi 2% až 3% z celkovej domácej výroby. V súčasnosti sa vzácne zeminy používajú hlavne v štrukturálnej keramike, funkčnej keramike, keramických glazúrách a iných poliach. S nepretržitým vývojom a uplatňovaním nových materiálov vzácnych zemín sa vzácne zeminy používajú ako prísady, stabilizátory a pomôcky na spekanie v rôznych keramických materiáloch, čo výrazne zlepšuje ich výkon, znižuje výrobné náklady a umožňuje ich priemyselné uplatňovanie.
Aplikácia prvkov vzácnych zemín v štrukturálnej keramike
■ Aplikácia vAl2o3Keramika AL2O3 Keramika je najčastejšie používanou štrukturálnou keramikou kvôli ich vysokej pevnosti, vysokej teplotnej odolnosti, dobrú izoláciu, odpor opotrebenia, odpor korózie a dobré elektromechanické vlastnosti. Pridanie oxidov vzácnych zemín, ako napríkladY2O3, LA2O3, SM2O3atď. Môže zlepšiť zvlhčovacie vlastnosti kompozitných materiálov AL2O3, znížiť bod topenia keramických materiálov; znížiť pórovitosť materiálu a zvýšiť hustotu; brániť migrácii iných iónov, znížiť rýchlosť migrácie hraníc zŕn, inhibovať rast obilia a uľahčiť tvorbu hustých štruktúr; Zlepšite pevnosť sklenenej fázy, čím sa dosiahne účelom zlepšenia mechanických vlastností keramiky AL2O3.
■ Aplikácia vSi3n4CeramicsSi3N4 keramika má vynikajúce mechanické vlastnosti, tepelné vlastnosti a chemickú stabilitu a sú najsľubnejšími materiálmi pre vysokoteplotnú štrukturálnu keramiku. Pretože SI3N4 je silnou kovalentnou zlúčeninou väzby, čistý Si3N4 nemožno ponoriť konvenčným spekaním tuhej fázy. Preto, okrem reakčného spekania priamej nitridácie prášku SI, sa musí pridať určité množstvo spekanej pomoci, aby sa vytvoril hustý materiál. V súčasnosti sú ideálnejšími sintringmi pomáha na prípravu keramiky SI3N4Y2O3, Nd2o3aLA2O3. Na jednej strane tieto oxidy vzácnych zemín reagujú so stopovým si02 na povrchu prášku SI3N4 pri vysokej teplote, aby sa vytvorilo vysokokemostrerované sklenené fázy obsahujúce dusík, ktoré účinne podporujú spekanie keramiky SI3N4; Na druhej strane tvoria hranice skla Y-La-Si-On s vysokou refraktoritou a viskozitou, majú vysokú teplotu ohybovej pevnosti a dobrú oxidačnú odolnosť a je ľahké zrážať kryštalické zlúčeniny obsahujúce Y a LA s vysokými teplotami topenia v podmienkach vysokej teploty, čo zlepšuje vysokú teplotu zlomenín materiálu.
■ Aplikácia vZro2Keramika ZRO2 Ceramics má vysokú hustotu, vysoký bod topenia a tvrdosť, najmä vysokú pevnosť v ohybe a húževnatosť zlomeniny, ktoré sú najvyššie medzi všetkými keramikou. Pretože kryštálová transformácia ZRO2 je sprevádzaná zjavnou zmenou objemu, rozsah priameho použitia je obmedzený. Pri prehĺbení výskumnej práce sa zistilo, že pridanie oxidov vzácnych zemín má lepší inhibičný a stabilizačný účinok na fázovú zmenu ZRO2. Bežne používané oxidy vzácnych zemín sú hlavneY2O3,Nd2o3a CE2O3. Ich iónový polomer je v podstate blízko polomeru ZR4+a môžu tvoriť monoklinické, tetragonálne a kubické substitučné tuhé roztoky so ZRO2. Tento typ keramického materiálu ZRO2 má dobré ukazovatele technického výkonu. NapríkladGenerálny riaditeľMôže tvoriť fázovú oblasť tetragonálneho zirkónskeho tuhého roztoku v širokom rozsahu so ZRO2, čo je dobrý tuhý elektrolyt. Y2O3 stabilizovaný ZRO2 (YSZ) je vynikajúci materiál vodiča kyslíka, ktorý sa široko používa v palivových bunkách tuhého oxidu (SOFC), kyslíkových senzorov a metánových oxidačných membránových reaktorov.
■ Aplikácia vSickeramikaKarbid kremíkaKeramika je odolná voči vysokým teplotám, tepelnému šoku, korózii, opotrebeniu, dobrej tepelnej vodivosti a svetlej hmotnosti a bežne sa používajú vysokoteplotná štrukturálna keramika. Silné kovalentné väzbové charakteristikySicZistite, že je ťažké dosiahnuť spekanie hustoty za normálnych podmienok. Zvyčajne je potrebné pridať pomoci sintrovania alebo používať tlačové procesy na spekanie horúcich a horúcich izostatických procesov spekania. Výrobný proces je komplikovaný a náklady sú vysoké. Najúčinnejšou pomocou spekania na beztlakové spekanie SIC je AL2O3-Y2O3; Keramické kompozitné materiály SIC-YAG s Y3AL5O12 (krátka YAG), pretože hlavná pomocná pomoc môže dosiahnuť hustotu spekanie pri nižšej teplote, takže sa považujú za jeden z najsľubnejších keramických systémov karbidu kremíka.
■ Aplikácia vAlbumkeramikaAlbumje kovalentná väzbová zlúčenina s vysokým bodom topenia, vysokou tepelnou vodivosťou, nízkou dielektrickou konštantou a rezistenciou na koróziu kovov a zliatin, ako je železo a hliník. Má vynikajúcu vysokú teplotnú odolnosť v špeciálnej atmosfére a je ideálnym rozsiahlym integrovaným substrátom a obalovým materiálom. Pretože ALN je kovalentná väzba, spekanie je veľmi náročné a jedna pomocná pomoc môže znížiť iba teplotu sintrovania v obmedzenom rozsahu, takže kompozitné pomôcky (oxidy kovov vzácnych zemín a oxidy kovov alkalickej zeme) sa zvyčajne používajú ako spekanie, ktoré pomáha vytvárať tekutú fázu na podporu spekania. Okrem toho môže AIDS spekanie reagovať aj s nečistotami kyslíkaAlbum, znížte hliníkové voľné pracovné miesta spôsobené čiastočným rozpustením kyslíka do mriežky Aln a zlepšujú tepelnú vodivosťAlbum.
■ Aplikácia v sialonovej keramike sialon keramika je akýmsi si-no-al husté polykryštalické nitridové keramiky vyvinuté na základeSi3n4keramika. Sú tvorené čiastočnou náhradou atómov SI a atómov NSi3n4Al atómami a atómami O v AL2O3. Ich sila, húževnatosť a odolnosť proti oxidácii sú lepšie ako keramika SI3N4 a sú obzvlášť vhodné pre komponenty keramických motorov a iné keramické výrobky odolné voči opotrebovaniu. Sialon materiály nie je ľahké spekať. Zavedenie oxidov vzácnych zemín vedie k tvorbe kvapalnej fázy pri nižšej teplote, ktorá účinne podporuje spekanie. Zároveň môžu katióny vzácnych zemín vstúpiť do mriežky fázy a-si3N4, znížiť obsah sklenenej fázy a tvoriť hraničnú fázu zŕn, čím sa zlepšila teplota miestnosti a vysoký teplotný výkon materiálu. Štúdie ukázali, že pridanie 1%Y2O3Môže tvoriť vysokoteplotnú sklenenú fázu pri spekaní sialonovej keramiky pri vysokých teplotách, čo nielenže podporuje spekanie, ale tiež zlepšuje jeho zlomeninu. Okrem toho pridanie malého množstva Y2O3 výrazne zlepšuje jeho oxidačnú odolnosť.
Aplikácia prvkov vzácnych zemín vo funkčnej keramike
Vzácne Zemúzko súvisia s funkčnou keramikou. S istotouprvky vzácnych zemínNa suroviny mnohých funkčnej keramiky môžu nielen zlepšiť spekanie, hustotu, silu atď. Keramiky, ale čo je dôležitejšie, môže výrazne zlepšiť ich jedinečné funkčné účinky.
1Úloha v supravodivej keramike od roku 1987, keď materiálni vedci z Číny, Japonska, Spojených štátov a ďalších krajín zistili, že oxidová keramikaoxid meďnatiny ytria(YBCO) Majú vynikajúcu vysokoteplotnú supravodivosť (TC až 92 k), ľudia vykonali veľa práce pri výskume výkonnosti a vývoji aplikácií vysokoteplotnej supravodivej keramiky vzácnych Zeme a urobili veľa významného pokroku. Japonské štúdie ukázali, že po nahradení y v YBCO zaSvetelné vzácne Zem(Ln) ako napríkladNd, Sm, EuaGd, Kritická sila magnetického poľa výsledného supravodivého keramického materiálu LNBCO sa výrazne vylepšuje a výrazne sa vylepšuje silou magnetického toku, čo má veľkú praktickú hodnotu pri elektrine, skladovaní energie a preprave. Použitá Pekingská univerzitaZro2ako substrát a zahrieval ho na približne 200 ° C a odparil y (alebo inévzácne Zem), Oxidy BA a Cu na substráte vo vrstvách na difúzne ošetrenie a tepelne ich ošetrené v teplotnom rozsahu 800-900 ° C. Výsledná supravodivová keramika vykázala dobrý koeficient teploty kovového odporu nad 100 000. Dodala Kagoshima University v Japonskuvzácna zemOxidy LA až SR a NB na vytvorenie keramického filmu, ktorý vykazoval supravodivosť pri 255 000.
2 Aplikácia v piezoelektrickej keramike olova (titanamát (Pbtio3) je typická piezoelektrická keramika s mechanickou energetickou energetickou väzbou. Má vysokú teplotu kurie (490 ° C) a nízku dielektrickú konštantu a je vhodný na aplikáciu za vysokých teplotných a vysokofrekvenčných podmienok. Počas procesu prípravy a chladenia sa však mikro praskliny náchylní vyskytujú v dôsledku prechodu kubickej tetragonálnej fázy. Na vyriešenie tohto problému sa na jeho zmenu používajú vzácne Zem. Po spekaní pri 1150 ° C sa môže získať keramika RE-PBTIO3 s relatívnou hustotou 99%. Mikroštruktúra sa výrazne vylepšuje a môže sa použiť na výrobu polí prevodníkov pracujúcich v podmienkach vysokej frekvencie 75 MHz. V piezoelektrickej keramike zirkonátu olovo zirkonátu (PZT) s vysokými piezoelektrickými koeficientmi pridaním oxidov vzácnych zemín, ako sú napríklad oxidyLA2O3, SM2O3aNd2o3, spekajúce vlastnosti PZT keramiky sa môžu výrazne zlepšiť a je možné získať stabilné elektrické a piezoelektrické vlastnosti. Okrem toho je možné zvýšiť výkon keramiky PZT pridaním malého množstva oxidu vzácnych zemínGenerálny riaditeľ. Po pridaní CEO2 sa zvyšuje objemový odpor keramiky PZT, ktorá vedie k realizácii polarizácie pri vysokej teplote a vysokom elektrickom poli v procese a jeho odpor voči času starnutiu a starnutia teploty sa tiež zlepší. Keramika PZT upravená podľavzácne Zemboli široko používané vo vysokonapäťových generátoroch, ultrazvukových generátoroch, pod vodou akustických prevodníkov a iných zariadení.
3Aplikácia vo vodivej keramike keramiky stabilizované zirkóniami (YSZ) stabilizovanou zirkónom (YSZ) soxid vzácny zem Y2O3Pretože prísada má dobrú tepelnú a chemickú stabilitu pri vysokých teplotách, sú to dobré vodiče iónov kyslíka a majú výraznú polohu v iónovej vodivej keramike. Keramické senzory YSZ sa úspešne použili na meranie parciálneho tlaku kyslíka v automobilovom výfuku, účinne riadili pomer vzduchu a paliva a majú významné účinky na úsporu energie. Boli široko používané v priemyselných kotlach, tavných peciach, spaľovňoch a iných zariadeniach založených na spaľovaní. Keramika YSZ však vykazuje vysokú iónovú vodivosť iba vtedy, keď je teplota vyššia ako 900 ° C, takže ich aplikácia je stále predmetom určitých obmedzení. Existujúci výskum zistil, že pridanie primeraného množstva Y2O3 aleboGD2O3 to Bi2o3Keramika s vyššou iónovou vodivosťou môže stabilizovať kubickú fázu zameranú na tvár BI2O3 na teplotu miestnosti. V rovnakom čase ukázali vzorce röntgenovej difrakcie tiež, že (BI2O3) 0,75 · (Y2O3) 0,25 a (BI2O3) 0,65 · (GD2O3) 0,35 sú stabilné kubické štruktúry zamerané na tvár s vysokou vodivosťou kyslíka. Po potiahnutí boku tejto keramiky ochranným filmom (ZRO2) 0,92 (Y2O3) 0,08, palivových článkov a kyslíkových senzorov s vysokou iónovou vodivosťou a dobrou stabilitou, ktorá môže fungovať v podmienkach strednej teploty (500 ~ 800 ℃), môžu byť pripravené a zostavené, čo vedie k riešeniu ťažkostí spôsobených vysokou teplotou technológie (500 ~ 800 ℃).
4 Aplikácia v dielektrickej keramike Dielektrická keramika sa používa hlavne na výrobu keramických kondenzátorov a mikrovlnných dielektrických komponentov. V dielektrickej keramike, ako napríkladTio2, Mgtio3,Batio3a ich kompozitná dielektrická keramika a pridáva savzácne Zemako LA, ND a DY môžu významne zlepšiť svoje dielektrické vlastnosti. Napríklad v keramike BATIO3 s vysokou dielektrickou konštantou, pridanie LA a ND zlúčeniny zriedkavých zemín s dielektrickou konštantnou hodnotou ε = 30 ~ 60 môže udržať svoju dielektrickú konštantnú stabilnú stabilnú v širokom teplotnom rozsahu a servisná životnosť zariadenia sa výrazne zlepšila. Pri dielektrickej keramike pre kondenzátory s tepelnou kompenzáciou môžu byť tiež primerane pridané vzácne zeminy podľa potreby na zlepšenie alebo úpravu dielektrickej konštanty, koeficientu teploty a faktora kvality keramiky, čím sa rozširuje rozsah aplikačného rozsahu. Keramika titanitátu horčíka horčíka horčíka je modifikovaná pomocou LA2O3 a získaná keramika MGO · TIO2-LA2O3-TIO2 a CATIO3-MGTIO3-LA2TIO5 CEARICS nielen udržuje pôvodné vlastnosti nízkej dielektrickej straty a koeficienty teploty, ale tiež významne zlepšujú ich dielektrickúkonštantný.
5 Aplikácia v citlivej keramike citlivej keramiky je dôležitým typom funkčnej keramiky. Vyznačujú sa citlivou na určité vonkajšie podmienky, ako je napätie, zloženie plynu, teplota, vlhkosť atď. Preto môžu monitorovať obvody, prevádzkové procesy alebo prostredie prostredníctvom reakcie alebo zmeny súvisiacich parametrov elektrického výkonu. Všeobecne sa používajú ako snímacie prvky v kontrolných obvodoch, takže sa tiež nazývajú senzorová keramika. Existuje úzky vzťah medzi vzácnymi Zemami a výkonom tohto typu keramiky.
(1) elektrooptická keramika: pridaním oxidu vzácnych zemínLA2O3Na PZT je možné získať priehľadnú keramiku zirkonátu zirkonátu Lanthanum (PLZT). Pôvodný matricový materiál PZT je vo všeobecnosti nepriehľadný v dôsledku prítomnosti pórov, fáz okrajov zŕn a anizotropie, zatiaľ čo pridanie LA2O3 robí jej mikroštruktúru rovnomerné, do značnej miery eliminuje póry, oslabuje jeho anizotropiu a významne znižuje rozptyl svetla spôsobeného viacnásobným refrakciám spôsobeným viacerými refrakciami na hranici zŕn a rozptylu svetla spôsobeného druhou fázou. Preto má PLZT dobrý výkon prenosu svetla. PLZT sa široko používa v okuliaroch na tienenie jadrového výbuchu žiarenia, okien ťažkých bombardérov, optických komunikačných modulátorov, holografických záznamových zariadení atď.
(2) Varistorová keramika: Technologická univerzita v Strednej južnej univerzite študovala účinok prvkov vzácnych zemín na elektrické vlastnosti varistorovej keramiky ZnO. Po zNo Varistor Ceramics sa dopustil oxidom vzácnym zemímLA2O3, ich hodnota VLMA VLMA sa výrazne zvýšila; Keď sa dopingové množstvo zvýšilo z 0,1% na 10%, nelineárny koeficient a z keramiky klesol z 20 na 1 a v podstate nemala žiadne varistorové vlastnosti. Preto pre keramiku ZnO môže doping s nízkym koncentráciou vzácnych zemných prvkov zvýšiť svoju hodnotu napätia varistora, ale má malý vplyv na nelineárny koeficient; a doping s vysokou koncentráciou neukazuje varistorové charakteristiky.
(3) Keramika citlivá na plyn: Od 70. rokov 20. storočia ľudia vykonali veľa výskumu o úlohe pridávania oxidov vzácnych zemín do keramických materiálov citlivých na plyn, ako je ZnO,Sno2aFe2O3a vytvorili materiály ABO3 a A2BO4 zriedkavé oxidové materiály. Výsledky výskumu ukazujú, že pridanie oxidov vzácnych zemín do ZnO môže významne zlepšiť jeho citlivosť na propylén; pridanieGenerálny riaditeľNa SNO2 môže produkovať spekaný prvok, ktorý je citlivý na etanol.
(4) Termistorová keramika: Bária titanitát (Batio3) je najštudovanejšou a najpoužívanejšou termistorovou keramikou. Keď sa do BATIO3 pridávajú prvky Trace Rare Earth ako LA, CE, SM, DY, Y atď., Časť BA2+ je nahradená RE3+ pomocou polomeru podobného BA2+, ktorá vytvára slabo viazané elektróny, ktorá vytvára slabo viazané elektróny RE3+. Ak však dopingová suma presahuje určitú hodnotu, v dôsledku tvorby voľných pracovných miest BA2+ a zmiznutia vodivých nosičov, odpor keramiky prudko stúpa a dokonca sa stáva izolátorom.
(5) Keramika citlivá na vlhkosť: Medzi rôznymi typmi keramiky citlivej na vlhkosť sú v súčasnosti pridané vzácne zeminy hlavne Lanthanum a jeho oxidy, ako napríklad systém SR1-XLaxsNO3, systém LA2O3-Tio2 a systém LA2O3-Tio2-V2O5, SR0.95LA0.05SNO3 a PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0,98o3-kh2po3 atďvzácna zemPridanie k príslušným vlastnostiam keramiky.
Špecializujeme sa na vývoz výrobkov zriedkavých zemín, na nákup produktu vzácnych zemín, vitajte vKontaktuje nás
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Čas príspevku: február-06-2025