Rare Earth Elementay isang pangkalahatang termino para sa 17 mga elemento ng metal, kabilang ang 15 mga elemento ng lanthanide atScandiumatyttrium. Dahil sa pagtatapos ng ika -18 siglo, malawak na ginagamit sila sa metalurhiya, keramika, baso, petrochemical, pag -print at pagtitina, agrikultura at kagubatan at iba pang mga industriya. Ang aplikasyon ng mga bihirang elemento ng lupa sa industriya ng ceramic ng aking bansa ay nagsimula noong 1930s. Noong 1970s, ang kabuuang halaga ngRare EarthsGinamit sa mga ceramic material na umabot sa 70T/taon, na nagkakaloob ng halos 2% hanggang 3% ng kabuuang domestic production. Sa kasalukuyan, ang mga bihirang lupa ay pangunahing ginagamit sa mga istrukturang keramika, functional ceramics, ceramic glazes at iba pang mga patlang. Sa patuloy na pag -unlad at aplikasyon ng mga bagong bihirang mga materyales sa lupa, ang mga bihirang lupa ay ginagamit bilang mga additives, stabilizer at mga pantulong na pantulong sa iba't ibang mga materyales sa ceramic, na lubos na nagpapabuti sa kanilang pagganap, binabawasan ang mga gastos sa produksyon, at ginagawang posible ang kanilang pang -industriya na aplikasyon.
Application ng mga bihirang elemento ng lupa sa mga istrukturang keramika
■ Application inAL2O3Ang mga keramika AL2O3 keramika ay ang pinaka -malawak na ginagamit na istruktura ng keramika dahil sa kanilang mataas na lakas, mataas na temperatura ng paglaban, mahusay na pagkakabukod, paglaban sa pagsusuot, paglaban sa kaagnasan, at mahusay na mga katangian ng electromekanikal. Pagdaragdag ng mga bihirang mga oxides sa lupa tulad ngY2O3, LA2O3, SM2O3, atbp. Bawasan ang porosity ng materyal at dagdagan ang density; hadlangan ang paglipat ng iba pang mga ions, bawasan ang rate ng paglipat ng mga hangganan ng butil, pagbawalan ang paglaki ng butil, at mapadali ang pagbuo ng mga siksik na istruktura; Pagbutihin ang lakas ng phase ng salamin, sa gayon nakamit ang layunin ng pagpapabuti ng mga mekanikal na katangian ng Al2O3 keramika.
■ Application inSi3n4Ang mga keramika ng CeramicsSI3N4 ay may mahusay na mga katangian ng mekanikal, mga thermal properties at katatagan ng kemikal, at ang pinaka-promising na materyales para sa mga high-temperatura na istruktura na keramika. Dahil ang SI3N4 ay isang malakas na compound ng covalent bond, ang purong SI3N4 ay hindi maaaring mapabagal ng maginoo solid phase sintering. Samakatuwid, bilang karagdagan sa reaksyon ng pagsasala ng direktang nitridation ng Si pulbos, ang isang tiyak na halaga ng tulong sa pagsisisi ay dapat na maidagdag upang makagawa ng isang siksik na materyal. Sa kasalukuyan, ang mas mainam na mga pantulong na pantulong para sa paghahanda ng mga keramika ng SI3N4 ay bihirang mga oxides sa lupa tulad ngY2O3, ND2O3, atLA2O3. Sa isang banda, ang mga bihirang Earth oxides na ito ay gumanti sa TRACE SIO2 sa ibabaw ng SI3N4 na pulbos sa mataas na temperatura upang makabuo ng mga nitrogen na naglalaman ng high-temperatura na mga phase ng salamin, na epektibong nagtataguyod ng pagsasala ng SI3N4 ceramics; Sa kabilang banda, bumubuo sila ng mga hangganan ng butil ng butil na y-la-si-on na may mataas na refractoriness at lagkit, may mataas na mataas na temperatura na flexural na lakas at mahusay na paglaban ng oksihenasyon, at madaling i-pressate ang mga crystalline compound na naglalaman ng Y at LA na may mataas na mga punto ng pagtunaw sa ilalim ng mataas na mga kondisyon ng temperatura, na nagpapabuti sa mataas na temperatura ng tali ng materyal.
■ Application inZRO2Ang mga keramika ZRO2 ceramics ay may mataas na density, mataas na punto ng pagkatunaw at tigas, lalo na ang mataas na baluktot na lakas at katigasan ng bali, na pinakamataas sa lahat ng mga keramika. Dahil ang pagbabagong kristal ng ZRO2 ay sinamahan ng malinaw na pagbabago ng dami, ang saklaw ng direktang paggamit ay limitado. Sa pagpapalalim ng gawaing pananaliksik, natagpuan na ang pagdaragdag ng mga bihirang mga oxides sa lupa ay may mas mahusay na pagbawalan at nagpapatatag na epekto sa pagbabago ng phase ng ZRO2. Ang mga karaniwang ginagamit na bihirang mga oxides sa lupa ay pangunahinY2O3,ND2O3, at CE2O3. Ang kanilang ionic radius ay karaniwang malapit sa ZR4+, at maaari silang bumuo ng monoclinic, tetragonal at cubic substitutional solid solution na may ZRO2. Ang ganitong uri ng ZRO2 ceramic material ay may mahusay na mga tagapagpahiwatig ng teknikal na pagganap. Halimbawa,CEO2Maaaring bumuo ng isang yugto ng rehiyon ng tetragonal zirconia solidong solusyon sa isang malawak na saklaw na may ZRO2, na kung saan ay isang mahusay na solidong materyal na electrolyte. Ang Y2O3-stabilized ZRO2 (YSZ) ay isang mahusay na materyal na conductor ng oxygen ion, na malawakang ginagamit sa solidong mga cell ng gasolina (SOFC), mga sensor ng oxygen, at methane partial oxidation membrane reaktor.
■ Application inSickeramikaSilicon CarbideAng mga keramika ay lumalaban sa mataas na temperatura, thermal shock, kaagnasan, pagsusuot, mahusay na thermal conductivity at light weight, at karaniwang ginagamit na high-temperatura na istruktura na keramika. Ang malakas na mga katangian ng bonding ng covalent ngSicAlamin na mahirap makamit ang pag -iingat sa pag -iingat sa ilalim ng normal na mga kondisyon. Karaniwang kinakailangan upang magdagdag ng mga pantulong na pantulong o gumamit ng mainit na pagpindot at mainit na isostatic na pagpindot sa mga proseso ng pagsasala. Ang proseso ng paggawa ay kumplikado at ang gastos ay mataas. Ang pinaka-epektibong tulong sa pagsisisi para sa walang presyur na sintering ng SIC ay al2O3-Y2O3; Ang mga materyales na composite ng SIC-YAG na may Y3AL5O12 (YAG para sa maikli) dahil ang pangunahing tulong sa pagsasala ay maaaring makamit ang pagdidisenyo ng densification sa isang mas mababang temperatura, kaya ang mga ito ay itinuturing na isa sa pinaka-promising na silikon na karot ceramic system.
■ Application inAlnkeramikaAlnay isang covalent bond compound na may mataas na punto ng pagtunaw, mataas na thermal conductivity, mababang dielectric na pare -pareho, at paglaban sa kaagnasan ng mga metal at haluang metal tulad ng bakal at aluminyo. Ito ay may mahusay na mataas na temperatura ng pagtutol sa mga espesyal na atmospheres at isang mainam na malakihang integrated circuit substrate at materyal na packaging. Yamang ang ALN ay isang covalent bond, napakahirap ng sintering, at ang isang solong tulong na sintering ay maaari lamang mabawasan ang temperatura ng sintering sa isang limitadong lawak, kaya ang mga pinagsama -samang AID (bihirang mga metal na metal na oxides at alkalina na metal na metal oxides) ay karaniwang ginagamit bilang mga nakakatawang pantulong upang makabuo ng isang likidong phase upang maisulong ang sintering. Bilang karagdagan, ang mga sintering aid ay maaari ring gumanti sa mga impurities ng oxygen saAln, bawasan ang mga bakanteng aluminyo na dulot ng bahagyang pag -aalis ng oxygen sa sala ng ALN, at pagbutihin ang thermal conductivity ngAln.
■ Application sa Sialon Ceramics sialon ceramics ay isang uri ng si-no-al siksik na polycrystalline nitride ceramics na binuo batay saSi3n4keramika. Ang mga ito ay nabuo sa pamamagitan ng bahagyang kapalit ng mga atom at n atoms saSi3n4ni al atoms at O atoms sa al2O3. Ang kanilang lakas, katigasan, at paglaban sa oksihenasyon ay mas mahusay kaysa sa mga keramika ng SI3N4, at partikular na angkop ang mga ito para sa mga sangkap ng ceramic engine at iba pang mga produktong may suot na ceramic. Ang mga materyales sa Sialo ay hindi madaling mag -sinter. Ang pagpapakilala ng mga bihirang mga oxides ng lupa ay naaayon sa pagbuo ng likidong phase sa isang mas mababang temperatura, na epektibong nagtataguyod ng pagsasala. Kasabay nito, ang mga bihirang mga cation ng lupa ay maaaring makapasok sa sala-sala ng α-Si3N4 phase, bawasan ang nilalaman ng phase ng salamin at bumubuo ng isang yugto ng hangganan ng butil, pagpapabuti ng temperatura ng silid at mataas na temperatura ng pagganap ng materyal. Ipinakita ng mga pag -aaral na ang pagdaragdag ng 1%Y2O3maaaring bumuo ng isang high-temperatura na phase ng salamin kapag ang sintering sialo ay keramika sa mataas na temperatura, na hindi lamang nagtataguyod ng sintering, ngunit pinapabuti din ang katigasan ng bali nito. Bilang karagdagan, ang pagdaragdag ng isang maliit na halaga ng Y2O3 ay lubos na nagpapabuti sa paglaban ng oksihenasyon.
Application ng mga bihirang elemento ng lupa sa functional keramika
Rare Earthsay malapit na nauugnay sa functional ceramics. Pagdaragdag ng tiyakRare Earth ElementSa mga hilaw na materyales ng maraming mga functional na keramika ay hindi lamang maaaring mapabuti ang sintering, density, lakas, atbp ng mga keramika, ngunit mas mahalaga, maaari itong makabuluhang mapabuti ang kanilang natatanging mga functional effects.
1Papel sa Superconducting Ceramics mula pa noong 1987, nang ang mga materyal na siyentipiko mula sa China, Japan, Estados Unidos at iba pang mga bansa ay natuklasan na ang mga keramika ng oxideyttrium barium tanso oxide(YBCO) ay may mahusay na mataas na temperatura na superconductivity (TC hanggang sa 92K), ang mga tao ay nakagawa ng maraming trabaho sa pagsasaliksik ng pagganap at pag-unlad ng aplikasyon ng bihirang lupa na may mataas na temperatura na superconducting keramika, at gumawa ng maraming pangunahing pag-unlad. Ipinakita ng mga pag -aaral ng Hapon na pagkatapos ng pagpapalit ng Y sa YBCO saBanayad na bihirang lupa(Ln) tulad ngNd, Sm, Eu, atGd. Ginamit ang Peking UniversityZRO2Bilang isang substrate at pinainit ito sa halos 200 ° C, at evaporated y (o iba paRare Earths), Ba oxides at Cu sa substrate sa mga layer para sa paggamot ng pagsasabog, at ang init ay ginagamot ang mga ito sa saklaw ng temperatura na 800-900 ° C. Ang nagresultang superconducting ceramics ay nagpakita ng mahusay na koepisyent ng temperatura ng paglaban sa metal na higit sa 100k. Dagdag pa ng Kagoshima University sa Japanbihirang lupaLA sa SR at NB oxides upang makagawa ng isang ceramic film, na nagpakita ng superconductivity sa 255k.
2 Application sa piezoelectric ceramics lead titanate (PBTIO3) ay isang tipikal na piezoelectric ceramic na may mekanikal na enerhiya-electric energy pagkabit na epekto. Mayroon itong mataas na temperatura ng curie (490 ° C) at isang mababang dielectric na pare -pareho, at angkop para sa aplikasyon sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na mga kondisyon ng dalas. Gayunpaman, sa panahon ng proseso ng paghahanda at paglamig nito, ang mga micro bitak ay madaling maganap dahil sa paglipat ng cubic-tetragonal phase. Upang malutas ang problemang ito, ang mga bihirang lupa ay ginagamit upang baguhin ito. Matapos ang pagsinteres sa 1150 ° C, maaaring makuha ang re-PBTIO3 na mga keramika na may isang kamag-anak na density ng 99%. Ang microstructure ay makabuluhang napabuti at maaaring magamit upang gumawa ng mga transducer arrays na nagtatrabaho sa ilalim ng mataas na mga kondisyon ng dalas ng 75MHz. Sa lead zirconate titanate (PZT) piezoelectric ceramics na may mataas na coefficients ng piezoelectric, sa pamamagitan ng pagdaragdag ng mga bihirang mga oxides ng lupa tulad ngLA2O3, SM2O3, atND2O3. Bilang karagdagan, ang pagganap ng mga keramika ng PZT ay maaaring mapabuti sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang maliit na halaga ng bihirang Earth oxideCEO2. Matapos ang pagdaragdag ng CEO2, ang dami ng resistivity ng PZT ceramics ay nagdaragdag, na naaayon sa pagsasakatuparan ng polariseysyon sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na larangan ng kuryente sa proseso, at ang paglaban nito sa pag -iipon ng oras at pag -iipon ng temperatura ay napabuti din. PZT Ceramics Binago ngRare Earthsay malawakang ginagamit sa mga high-boltahe na generator, ultrasonic generator, underwater acoustic transducer at iba pang mga aparato.
3Application sa conductive ceramics yttrium-stabilized zirconia (YSZ) ceramics na mayRare Earth oxide Y2O3Tulad ng additive ay may mahusay na thermal at kemikal na katatagan sa mataas na temperatura, ay mahusay na mga conductor ng oxygen ion, at may isang kilalang posisyon sa mga conductive ceramics ng ion. Ang YSZ ceramic sensor ay matagumpay na ginamit upang masukat ang bahagyang presyon ng oxygen sa tambutso ng sasakyan, epektibong kontrolin ang ratio ng hangin/gasolina, at may makabuluhang mga epekto sa pag-save ng enerhiya. Malawakang ginagamit ang mga ito sa mga pang-industriya na boiler, smelting furnaces, incinerator at iba pang kagamitan na batay sa pagkasunog. Gayunpaman, ang mga keramika ng YSZ ay nagpapakita lamang ng mataas na pag -uugali ng ionic kapag ang temperatura ay mas mataas kaysa sa 900 ° C, kaya ang kanilang aplikasyon ay napapailalim pa rin sa ilang mga paghihigpit. Ang umiiral na pananaliksik ay natagpuan na ang pagdaragdag ng isang naaangkop na halaga ng Y2O3 oGD2O3 to BI2O3Ang mga keramika na may mas mataas na conductivity ng ionic ay maaaring magpapatatag ng Bi2O3 na nakasentro sa cubic phase sa temperatura ng silid. Kasabay nito, ang mga pattern ng pagkakaiba-iba ng X-ray ay nagpakita rin na (BI2O3) 0.75 · (Y2O3) 0.25 at (Bi2O3) 0.65 · (GD2O3) 0.35 ay parehong matatag na mga istrukturang cubic na nakasentro na may mataas na oxygen ion conductivity. Matapos ang patong sa gilid ng ceramic na ito na may proteksiyon na pelikula ng (ZRO2) 0.92 (Y2O3) 0.08, ang mga cell ng gasolina at mga sensor ng oxygen na may mataas na ionic conductivity at mahusay na katatagan na maaaring gumana sa ilalim ng mga medium na kondisyon ng temperatura (500 ~ 800 ℃) ay maaaring maging handa at tipunin, na kung saan ay naaayon sa paglutas ng mga paghihirap na dinala ng teknolohiyang mataas na temperatura.
4 Ang application sa dielectric ceramics dielectric ceramics ay pangunahing ginagamit upang gumawa ng mga ceramic capacitor at mga sangkap na dielectric ng microwave. Sa dielectric keramika tulad ngTiO2, Mgtio3,Batio3at ang kanilang pinagsama -samang dielectric ceramics, pagdaragdagRare Earthstulad ng LA, ND, at DY ay maaaring makabuluhang mapabuti ang kanilang mga dielectric na katangian. Halimbawa, sa Batio3 keramika na may mataas na dielectric na pare -pareho, ang pagdaragdag ng LA at ND bihirang mga compound ng lupa na may isang dielectric na pare -pareho na halaga ng ε = 30 ~ 60 ay maaaring mapanatili ang dielectric na patuloy na matatag sa isang malawak na saklaw ng temperatura, at ang buhay ng serbisyo ng aparato ay makabuluhang napabuti. Sa dielectric na keramika para sa mga capacitor ng thermal compensation, ang mga bihirang lupa ay maaari ring naaangkop na idinagdag kung kinakailangan upang mapagbuti o ayusin ang dielectric na pare -pareho, koepisyent ng temperatura, at kalidad na kadahilanan ng mga keramika, sa gayon pagpapalawak ng saklaw ng aplikasyon nito. Ang thermally stable capacitor magnesium titanate ceramics ay binago kasama ang LA2O3, at ang nakuha na MGO · TiO2-LA2O3-TiO2 Ceramics at Catio3-MgTio3-La2TiO5 Ceramics ay hindi lamang nagpapanatili ng kanilang mga orihinal na katangian ng mababang dielectric loss at coefficient ng temperatura, ngunit makabuluhang mapabuti ang kanilang dielectricpare -pareho.
5 Ang application sa sensitibong keramika sensitibong keramika ay isang mahalagang uri ng functional ceramics. Ang mga ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng pagiging sensitibo sa ilang mga panlabas na kondisyon tulad ng boltahe, komposisyon ng gas, temperatura, kahalumigmigan, atbp Samakatuwid, maaari nilang subaybayan ang mga circuit, mga proseso ng pagpapatakbo o kapaligiran sa pamamagitan ng reaksyon o pagbabago ng kanilang mga kaugnay na mga parameter ng pagganap ng mga de -koryenteng. Malawakang ginagamit ang mga ito bilang mga elemento ng sensing sa mga control circuit, kaya tinatawag din silang mga keramika ng sensor. Mayroong isang malapit na ugnayan sa pagitan ng mga bihirang lupa at ang pagganap ng ganitong uri ng keramika.
(1) Electro-optical ceramics: sa pamamagitan ng pagdaragdag ng bihirang Earth oxideLA2O3Sa PZT, ang transparent na lead lanthanum zirconate titanate (PLZT) electro-optical ceramics ay maaaring makuha. Ang orihinal na materyal na matrix na PZT ay karaniwang malabo dahil sa pagkakaroon ng mga pores, mga hangganan ng butil ng butil at anisotropy, habang ang pagdaragdag ng La2O3 ay ginagawang uniporme ng microstructure, higit sa lahat ay nag -aalis ng mga pores, pinapahina ang anisotropy nito, at makabuluhang binabawasan ang ilaw na pagkakalat na sanhi ng maraming mga refraction sa mga hangganan ng butil at ang ilaw na pagkakalat na sanhi ng pangalawang yugto. Samakatuwid, ang PLZT ay may mahusay na pagganap ng paghahatid ng ilaw. Ang PLZT ay malawakang ginagamit sa mga goggles para sa pagprotekta ng radiation ng pagsabog ng nukleyar, mga bintana ng mabibigat na bombero, mga optical modulators ng komunikasyon, mga aparato sa pag -record ng holographic, atbp.
. Matapos ang ZnO Varistor Ceramics ay doped na may bihirang Earth oxideLA2O3, ang kanilang varistor boltahe na halaga ng VLMA ay tumaas nang malaki; Kapag ang halaga ng doping ay nadagdagan mula sa 0.1% hanggang 10%, ang nonlinear coefficient α ng ceramic ay nabawasan mula 20 hanggang 1, at karaniwang walang mga katangian ng varistor. Samakatuwid, para sa ZnO keramika, ang mababang-konsentrasyon na bihirang elemento ng elemento ng lupa ay maaaring dagdagan ang halaga ng boltahe ng varistor, ngunit may kaunting epekto sa nonlinear coefficient; at ang mataas na konsentrasyon doping ay hindi nagpapakita ng mga katangian ng varistor.
.Sno2atFE2O3, at gumawa ng ABO3 at A2BO4 bihirang mga materyales na composite oxide na materyales. Ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpapakita na ang pagdaragdag ng mga bihirang mga oxides ng lupa sa ZnO ay maaaring makabuluhang mapabuti ang pagiging sensitibo nito sa propylene; pagdaragdagCEO2sa SNO2 ay maaaring makagawa ng isang sintered element na sensitibo sa ethanol.
. Kapag ang mga bakas na bihirang elemento ng lupa tulad ng LA, CE, SM, DY, Y, atbp ay idinagdag sa Batio3 (ang bahagi ng molar atomic ay kinokontrol na maging 0.2% hanggang 0.3%), ang bahagi ng BA2+ ay pinalitan ng RE3+ na may isang radius na katulad ng BA2+, na bumubuo ng labis na positibong singil at bumubuo ng mahina na mga electron sa pamamagitan ng pagkilos ng Ti4+, sa gayon ang resistivity ng ceramic ay makabuluhang nabawasan; Gayunpaman, kung ang halaga ng doping ay lumampas sa isang tiyak na halaga, dahil sa pagbuo ng mga bakanteng BA2+ at ang paglaho ng mga conductive carriers, ang resistivity ng ceramic ay tumataas nang masakit at maging isang insulator.
. PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3, atbp Upang higit na mapabuti ang pagiging sensitibo ng mga keramika ng kahalumigmigan, sa mga tuntunin ng pagiging totoo at katatagan, at upang mapahusay ang kanilang pagiging praktiko, kinakailangan din upang palakasin ang pananaliksik sa impluwensya ngbihirang lupakaragdagan sa mga nauugnay na katangian ng mga keramika.
Kami ay dalubhasa sa pag -export ng bihirang mga produkto ng lupa, upang bumili ng bihirang produkto ng lupa, maligayang pagdating saMakipag -ugnay sa amin
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Oras ng Mag-post: Pebrero-06-2025