Elementet e rralla të Tokësjanë një term i përgjithshëm për 17 elementë metalikë, përfshirë 15 elementë lanthanide dheskandiumdheyttrium. Që nga fundi i shekullit të 18 -të, ato janë përdorur gjerësisht në metalurgji, qeramikë, qelqi, petrokimikë, shtypje dhe ngjyrosje, bujqësi dhe pylltari dhe industri të tjera. Zbatimi i elementeve të rrallë të Tokës në industrinë e qeramikës së vendit tim filloi në vitet '30. Në vitet 1970, shuma totale eTokat e rrallaPërdoret në materialet qeramike arriti në 70t/vit, duke përbërë rreth 2% deri në 3% të prodhimit të përgjithshëm të brendshëm. Aktualisht, tokat e rralla përdoren kryesisht në qeramikën strukturore, qeramikën funksionale, xhamat qeramikë dhe fushat e tjera. Me zhvillimin dhe zbatimin e vazhdueshëm të materialeve të reja të rralla të tokës, Tokat e rralla përdoren si aditivë, stabilizues dhe ndihmë për shkrirjen në materiale të ndryshme qeramike, gjë që përmirëson shumë performancën e tyre, zvogëlon kostot e prodhimit dhe bën të mundur aplikimin e tyre industrial.
Zbatimi i elementeve të rrallë të tokës në qeramikën strukturore
■ Aplikimi nëAl2o3Qeramika Al2O3 Qeramika është qeramika strukturore më e përdorur për shkak të forcës së tyre të lartë, rezistencës së temperaturës së lartë, izolimit të mirë, rezistencës së veshjes, rezistencës ndaj korrozionit dhe vetive të mira elektromekanike. Duke shtuar okside të rralla të tokës siY2O3, LA2O3, SM2O3, etj mund të përmirësojnë vetitë e lagështimit të materialeve të përbëra Al2O3, të zvogëlojnë pikën e shkrirjes së materialeve qeramike; të zvogëlojë porozitetin e materialit dhe të rrisë densitetin; pengojnë migrimin e joneve të tjerë, zvogëlojnë shkallën e migrimit të kufijve të grurit, pengojnë rritjen e grurit dhe lehtësojnë formimin e strukturave të dendura; Përmirësoni forcën e fazës së qelqit, duke arritur kështu qëllimin e përmirësimit të vetive mekanike të qeramikës Al2O3.
■ Aplikimi nëSi3n4Qeramika e qeramikës3n4 ka veti të shkëlqyera mekanike, veti termike dhe stabilitet kimik, dhe janë materialet më premtuese për qeramikën strukturore me temperaturë të lartë. Meqenëse SI3N4 është një përbërje e fortë e lidhjes kovalente, SI3N4 e pastër nuk mund të dendarohet nga shkrirja konvencionale e fazës së ngurtë. Prandaj, përveç shkrirjes së reagimit të nitridimit të drejtpërdrejtë të pluhurit Si, duhet të shtohet një sasi e caktuar e ndihmës për shkrirjen për të bërë një material të dendur. Aktualisht, ndihmat më ideale të shkrirjes për përgatitjen e qeramikës Si3N4 janë oksidet e rralla të tokës siY2O3, Nd2o3dheLA2O3. Nga njëra anë, këto okside të rralla të tokës reagojnë me gjurmë SiO2 në sipërfaqen e pluhurit Si3N4 në temperaturë të lartë për të gjeneruar faza qelqi me temperaturë të lartë të azotit, të cilat në mënyrë efektive promovojnë shkrirjen e qeramikës Si3N4; Nga ana tjetër, ato formojnë kufij të grurit të qelqit Y-LA-Si-O-On me refraktoritet të lartë dhe viskozitet, kanë forcë fleksibël me temperaturë të lartë të lartë dhe rezistencë të mirë të oksidimit, dhe janë të lehta për të precipituar komponime kristaline që përmbajnë Y dhe LA me pika të larta shkrirjeje në kushte të temperaturës së lartë, gjë që përmirëson ashpërsinë e frakturës me temperaturë të lartë të materialit.
■ Aplikimi nëZro2Qeramika Zro2 Qeramika ka densitet të lartë, pikë të lartë shkrirjeje dhe ngurtësi, veçanërisht forcë të lartë të lakimit dhe ashpërsi të frakturës, të cilat janë më të lartat në mesin e të gjithë qeramikës. Meqenëse transformimi kristal i ZRO2 shoqërohet me ndryshime të dukshme të vëllimit, qëllimi i përdorimit të drejtpërdrejtë është i kufizuar. Me thellimin e punës kërkimore, konstatohet se shtimi i oksideve të rralla të tokës ka një efekt më të mirë frenues dhe stabilizues në ndryshimin fazor të ZRO2. Oksidet e rralla të tokës që përdoren zakonisht janë kryesishtY2O3,Nd2o3, dhe CE2O3. Rrezja e tyre jonike është në thelb afër asaj të ZR4+, dhe ato mund të formojnë zgjidhje të ngurta monoklinike, tetragonal dhe kub subjektiv me ZRO2. Ky lloj i materialit qeramik ZRO2 ka tregues të mirë teknikë të performancës. Për shembull,CEO2mund të formojë një rajon fazor të tretësirës së ngurtë të zirkonisë tetragonal në një gamë të gjerë me ZRO2, i cili është një material i mirë elektroliti i ngurtë. ZRO2 i stabilizuar Y2O3 (YSZ) është një material i shkëlqyeshëm i përcjellësit të jonit të oksigjenit, i cili është përdorur gjerësisht në qelizat e karburantit të oksidit të ngurtë (SOFC), sensorët e oksigjenit dhe reaktorët e membranës së oksidimit të pjesshëm të metanit.
■ Aplikimi nëSicqeramikëKarbid silikoniQeramika është rezistente ndaj temperaturave të larta, tronditjes termike, gërryerjes, veshit, përçueshmërisë së mirë termike dhe peshës së lehtë, dhe zakonisht përdoren qeramika strukturore me temperaturë të lartë. Karakteristikat e forta kovalente të lidhjes sëSicPërcaktoni se është e vështirë të arrihet densifikimi i shkrirjes në kushte normale. Zakonisht është e nevojshme të shtoni ndihmat e shkrirjes ose të përdorni proceset e shkrirjes së shtypjes së nxehtë dhe isostatikës së nxehtë. Procesi i prodhimit është i ndërlikuar dhe kostoja është e lartë. Ndihma më e efektshme për shkrirjen për shkrirjen pa presion të SIC është Al2O3-Y2O3; Materialet e përbëra qeramike sic-yag me Y3AL5O12 (YAG për shkurt) pasi ndihma kryesore për shkrirjen mund të arrijë shkrirjen e dendësisë në një temperaturë më të ulët, kështu që ato konsiderohen të jenë një nga sistemet më premtuese të qeramikës së karbidit silikoni.
■ Aplikimi nëAlnqeramikëAlnështë një përbërje e lidhjes kovalente me një pikë të lartë shkrirjeje, përçueshmëri të lartë termike, konstante dielektrike të ulët dhe rezistencë ndaj gërryerjes së metaleve dhe lidhjeve të tilla si hekuri dhe alumini. Ajo ka rezistencë të shkëlqyeshme të temperaturës së lartë në atmosfera të veçanta dhe është një substrat i integruar në shkallë të gjerë dhe materiali i paketimit të integruar. Meqenëse ALN është një lidhje kovalente, shkrirja është shumë e vështirë, dhe një ndihmë e vetme për shkrirjen mund të zvogëlojë vetëm temperaturën e shkrirjes në një masë të kufizuar, kështu që ndihmat e përbëra (oksidet e rralla të metaleve të tokës dhe oksidet e metaleve të tokës alkaline) zakonisht përdoren si ndihmat e shkrirjes për të formuar një fazë të lëngshme për të promovuar shkrirjen. Përveç kësaj, ndihmat e shkrirjes mund të reagojnë gjithashtu me papastërti të oksigjenit nëAln, zvogëloni vendet e lira të aluminit të shkaktuara nga shpërndarja e pjesshme e oksigjenit në grilën ALN, dhe përmirësoni përçueshmërinë termike tëAln.
■ Aplikimi në sialon qeramika sialon qeramika janë një lloj qeramika e dendur polikristaline e nitrideve të zhvilluara në bazë tëSi3n4Qeramikë. Ato formohen nga zëvendësimi i pjesshëm i atomeve Si dhe atomeve N nëSi3n4nga atomet al dhe atomet O në Al2O3. Forca, ashpërsia dhe rezistenca e tyre e oksidimit janë më të mira se qeramika SI3N4, dhe ato janë veçanërisht të përshtatshme për përbërësit e motorit qeramik dhe produkte të tjera qeramike rezistente ndaj veshjes. Materialet sialon nuk janë të lehta për tu shkrirë. Futja e oksideve të rralla të tokës është i favorshëm për formimin e fazës së lëngshme në një temperaturë më të ulët, e cila në mënyrë efektive promovon shkrirjen. Në të njëjtën kohë, kationet e rralla të tokës mund të hyjnë në grilën e fazës α-Si3N4, të zvogëlojnë përmbajtjen e fazës së qelqit dhe të formojnë një fazë kufitare të grurit, duke përmirësuar temperaturën e dhomës dhe performancën e temperaturës së lartë të materialit. Studimet kanë treguar që shtimi i 1%Y2O3mund të formojë një fazë qelqi me temperaturë të lartë kur shkrin qeramikën Sialon në temperatura të larta, gjë që jo vetëm që promovon shkrirjen, por gjithashtu përmirëson ashpërsinë e tij të frakturës. Përveç kësaj, shtimi i një sasie të vogël të Y2O3 gjithashtu përmirëson shumë rezistencën e tij të oksidimit.
Zbatimi i elementeve të rrallë të Tokës në qeramikën funksionale
Tokat e rrallajanë të lidhura ngushtë me qeramikën funksionale. Duke shtuar të sigurtElementet e rralla të TokësPër lëndët e para të shumë qeramikës funksionale jo vetëm që mund të përmirësojnë shkrirjen, densitetin, forcën, etj. të qeramikës, por më e rëndësishmja, ai mund të përmirësojë ndjeshëm efektet e tyre unike funksionale.
1Roli në mbikëqyrjen e qeramikës që nga viti 1987, kur shkencëtarët materialë nga Kina, Japonia, Shtetet e Bashkuara dhe vendet e tjera zbuluan se qeramika e oksiditoksid bakri barium yttrium(YBCO) kanë superpërçueshmëri të shkëlqyeshme të temperaturës së lartë (TC deri në 92K), njerëzit kanë bërë shumë punë në hulumtimin e performancës dhe zhvillimin e aplikimit të qeramikës së rrallë të temperaturës së lartë të tokës, dhe kanë bërë shumë përparime të mëdha. Studimet japoneze kanë treguar që pasi të keni zëvendësuar Y në YBCO meTokat e lehta të rralla(Ln) siç ështëNd, Sm, EudheGd, forca kritike e fushës magnetike të materialit qeramik të superpërcjelljes që rezulton është përmirësuar ndjeshëm, dhe forca e lidhjes së fluksit magnetik është gjithashtu e përmirësuar shumë, e cila është me vlerë të madhe praktike në energjinë elektrike, ruajtjen e energjisë dhe transportin. Universiteti Peking i përdorurZro2si një substrat dhe e nxeu atë në rreth 200 ° C, dhe avulloi Y (ose tjetërTokat e rralla), Oksidet BA dhe Cu në substratin në shtresa për trajtimin e difuzionit, dhe nxehtësia i trajtoi ato në intervalin e temperaturës 800-900 ° C. Qeramika superconducting që rezultoi tregoi koeficient të mirë të temperaturës së rezistencës metalike mbi 100k. Universiteti Kagoshima në Japoni shtoitokë e rrallëLA në SR dhe NB oksidet për të bërë një film qeramik, i cili shfaqi superpërçueshmëri në 255k.
2 Aplikimi në Qeramikën Piezoelektrike Titanate plumbi (Pbtio3) është një qeramikë tipike piezoelektrike me efekt mekanik të bashkimit të energjisë-energjisë elektrike. Ka një temperaturë të lartë curie (490 ° C) dhe një konstante dielektrike të ulët, dhe është i përshtatshëm për aplikim në kushte të temperaturës së lartë dhe frekuencës së lartë. Sidoqoftë, gjatë procesit të përgatitjes dhe ftohjes së tij, çarjet mikro janë të prirura të ndodhin për shkak të tranzicionit të fazës kub-tetragonal. Për të zgjidhur këtë problem, tokat e rralla përdoren për ta modifikuar atë. Pas shkrirjes në 1150 ° C, mund të merret qeramika ri-pBTO3 me një densitet relativ prej 99%. Mikrostruktura është përmirësuar ndjeshëm dhe mund të përdoret për të prodhuar vargje të dhënësit që punojnë në kushte të frekuencës së lartë prej 75MHz. Në qeramikën piezoelektrike të titanatit të zirkonatit (PZT) me koeficientë të lartë piezoelektrikë, duke shtuar okside të rralla të tokës si siLA2O3, SM2O3dheNd2o3, vetitë shkruese të qeramikës PZT mund të përmirësohen ndjeshëm dhe mund të merren veti elektrike dhe piezoelektrike të qëndrueshme. Përveç kësaj, performanca e qeramikës PZT mund të përmirësohet duke shtuar një sasi të vogël të oksidit të rrallë të tokësCEO2. Pas shtimit të CEO2, rritet rezistenca e vëllimit të qeramikës PZT, e cila është e favorshme për realizimin e polarizimit nën temperaturë të lartë dhe fushë të lartë elektrike në proces, dhe rezistenca e tij ndaj kohës së plakjes dhe plakjes së temperaturës gjithashtu janë përmirësuar. Qeramika PZT e modifikuar ngaTokat e rrallajanë përdorur gjerësisht në gjeneratorët e tensionit të lartë, gjeneratorët tejzanor, dhënësit akustikë nënujorë dhe pajisjet e tjera.
3Aplikimi në qeramikën përçuese të zirkonisë së stabilizuar me yttrium (YSZ) me qeramikë meoksid i rrallë i tokës Y2O3Ndërsa aditivët kanë një stabilitet të mirë termik dhe kimik në temperatura të larta, janë përçues të mirë të jonit të oksigjenit dhe kanë një pozicion të spikatur në qeramikën përçuese jonike. Sensorët qeramikë YSZ janë përdorur me sukses për të matur presionin e pjesshëm të oksigjenit në shterin e automobilave, kontrollojnë në mënyrë efektive raportin e ajrit/karburantit, dhe kanë efekte të konsiderueshme të kursimit të energjisë. Ato janë përdorur gjerësisht në kaldaja industriale, furrat e shkrirjes, inceneratorët dhe pajisjet e tjera të bazuara në djegie. Sidoqoftë, qeramika YSZ tregon vetëm përçueshmëri të lartë jonike kur temperatura është më e lartë se 900 ° C, kështu që aplikimi i tyre është ende subjekt i kufizimeve të caktuara. Hulumtimi ekzistues ka zbuluar se shtimi i një sasie të përshtatshme të Y2O3 oseGD2O3 to Bi2O3Qeramika me përçueshmëri më të lartë jonike mund të stabilizojë fazën kub të përqendruar në fytyrë BI2O3 në temperaturën e dhomës. Në të njëjtën kohë, modelet e difraksionit me rreze X kanë treguar gjithashtu se (Bi2O3) 0.75 · (Y2O3) 0.25 dhe (Bi2O3) 0.65 · (GD2O3) 0.35 janë të dy struktura kub të qëndrueshme në qendër të kokës me përçueshmëri të lartë të oksigjenit. Pas veshjes së anës së kësaj qeramike me një film mbrojtës të (ZRO2) 0.92 (Y2O3) 0.08, qelizat e karburantit dhe sensorët e oksigjenit me përçueshmëri të lartë jonike dhe stabilitet të mirë që mund të funksionojnë në kushte të temperaturës së mesme (500 ~ 800 ℃) mund të përgatiten dhe grumbullohen, të cilat janë të favorshme për të zgjidhur vështirësitë e sjella nga teknologjia e temperaturës së lartë.
4 Aplikimi në qeramikën dielektrike Qeramika dielektrike përdoret kryesisht për të bërë kondensatorë qeramikë dhe përbërës dielektrikë me mikrovalë. Në qeramikën dielektrike siç ështëTiO2, Mgtio3,Batio3dhe qeramikën e tyre dielektrike të përbërë, duke shtuarTokat e rrallasiç janë LA, ND dhe DY mund të përmirësojnë ndjeshëm vetitë e tyre dielektrike. Për shembull, në qeramikën BatiO3 me një konstante të lartë dielektrike, duke shtuar komponime të rralla të tokës LA dhe nd me një vlerë konstante dielektrike prej ε = 30 ~ 60 mund ta mbajë konstantin e saj dielektrik të qëndrueshëm mbi një gamë të gjerë të temperaturës, dhe jeta e shërbimit të pajisjes është përmirësuar ndjeshëm. Në qeramikën dielektrike për kondensatorët e kompensimit termik, tokat e rralla gjithashtu mund të shtohen siç duhet, sipas nevojës për të përmirësuar ose rregulluar konstantën dielektrike, koeficientin e temperaturës dhe faktorin e cilësisë së qeramikës, duke zgjeruar kështu gamën e aplikimit të saj. Qeramika e Titanatit të Magnezit të Kapaciumit termikisht të qëndrueshëm është modifikuar me LA2O3, dhe MgO · TiO2-LA2O3-TiO2 Qeramikë dhe CATIO3-MGTIO3-LA2TIO5 Qeramika jo vetëm që mbajnë karakteristikat origjinale të humbjes së ulët dielektrike dhe koeficienti i temperaturës, por gjithashtu përmirësojnë ndjeshëm dielektrikën e tyrekonstante.
5 Aplikimi në qeramikën e ndjeshme të qeramikës të ndjeshme është një lloj i rëndësishëm i qeramikës funksionale. Ato karakterizohen duke qenë të ndjeshëm ndaj kushteve të caktuara të jashtme siç janë tensioni, përbërja e gazit, temperatura, lagështia, etj. Prandaj, ato mund të monitorojnë qarqet, proceset e funksionimit ose mjediset përmes reagimit ose ndryshimit të parametrave të tyre të lidhur me performancën elektrike. Ato përdoren gjerësisht si elementë ndjerë në qarqet e kontrollit, kështu që ato quhen edhe qeramikë sensori. Ekziston një marrëdhënie e ngushtë midis tokave të rralla dhe performancës së këtij lloji të qeramikës.
(1) Qeramika elektro-optike: Duke shtuar oksidin e rrallë të tokësLA2O3Për PZT, mund të merret qeramika elektro-optike e zirkonatit të zirkonatit të plumbit Lanthanum (PLZT). Materiali origjinal i matricës PZT është përgjithësisht i errët për shkak të pranisë së poreve, fazave të kufirit të grurit dhe anizotropisë, ndërsa shtimi i La2O3 bën uniformën e tij të mikrostrukturës, në masë të madhe eliminon poret, dobëson anizotropinë e saj, dhe zvogëlon ndjeshëm shpërndarjen e dritës të shkaktuar nga refraksionet e shumta në kufijtë e grurit dhe shpërndarjen e dritës të shkaktuara nga faza e dytë. Prandaj, PLZT ka performancë të mirë të transmetimit të dritës. PLZT përdoret gjerësisht në syze për mbrojtjen e rrezatimit të shpërthimit bërthamor, dritare të bombave të rëndë, modulatorëve të komunikimit optik, pajisje regjistrimi holografik, etj.
(2) Qeramika Varistor: Universiteti Qendror i Teknologjisë Qendrore studioi efektin e elementeve të rrallë të Tokës në vetitë elektrike të Qeramikës ZnO Varistor. Pasi Qeramika Zno Varistor u doped me oksid të rrallë të tokësLA2O3, vlera e tensionit të tyre varistor VLMA u rrit ndjeshëm; Kur sasia e dopingut u rrit nga 0.1% në 10%, koeficienti jolinear α i qeramikës u ul nga 20 në 1, dhe në thelb nuk kishte veti varistori. Prandaj, për qeramikën ZnO, dopingu i rrallë i elementit të tokës me përqendrim të ulët mund të rrisë vlerën e tij të tensionit varistor, por ka pak efekt në koeficientin jolinear; dhe dopingu me përqendrim të lartë nuk tregon karakteristika të varistorit.
(3) Qeramika e ndjeshme ndaj gazit: Që nga vitet 1970, njerëzit kanë bërë shumë hulumtime mbi rolin e shtimit të oksideve të rralla të tokës në materialet qeramike të ndjeshme ndaj gazit si ZnO,SNO2dheFe2O3, dhe kanë prodhuar materiale të rralla të oksidit të përbërë nga toka ABO3 dhe A2BO4. Rezultatet e hulumtimit tregojnë se shtimi i oksideve të rralla të tokës në ZnO mund të përmirësojë ndjeshëm ndjeshmërinë e tij ndaj propilenit; shtimCEO2Për SNO2 mund të prodhojë një element të sintetizuar që është i ndjeshëm ndaj etanolit.
(4) Qeramika Thermistor: Titanate Barium (BatiO3) është qeramika termistore më e studiuar dhe e përdorur gjerësisht. Kur gjurmë elementët e rrallë të tokës si LA, CE, SM, DY, Y, etj. I shtohen BatiO3 (fraksioni molar atomik kontrollohet të jetë 0.2% në 0.3%), pjesë e Ba2+ zëvendësohet me re3+ me një rreze të ngjashme me BA2+, duke gjeneruar ngarkesa të tepërta pozitive dhe duke formuar elektronet e lidhura të dobëta përmes veprimit të Ti4+, kështu që rezistenca e Ceramit është e sigurt; Sidoqoftë, nëse shuma e dopingut tejkalon një vlerë të caktuar, për shkak të formimit të vendeve të lira të punës BA2+ dhe zhdukjes së transportuesve përçues, rezistenca e qeramikës rritet ndjeshëm dhe madje bëhet një izolues.
(5) Qeramika e ndjeshme ndaj lagështisë: Ndër llojet e ndryshme të qeramikës të ndjeshme ndaj lagështisë, tokat e rralla të shtuara aktualisht janë kryesisht lanthanum dhe oksidet e tij, të tilla si sistemi SR1-xlaxsno3, sistemi La2O3-TiO2, sistemi La2O3-TiO2-V2O5, SR0.95LA0.05SNO3 dhe PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3, etj. Për të përmirësuar më tej ndjeshmërinë e qeramikës së lagështisë, për sa i përket realizmit dhe stabilitetit, dhe për të përmirësuar prakticitetin e tyre, është gjithashtu e nevojshme të forcohet hulumtimi mbi ndikimin e ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të ndikimit të lagështisëtokë e rrallështesë në pronat përkatëse të qeramikës.
Ne jemi të specializuar në eksportimin e produkteve të rralla të tokës, për të blerë produkt të rrallë të tokës, mirëseardhjena kontakton
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Koha e postimit: Shkurt-06-2025