Nadir toprak unsurları15 lantanid elemanı dahil 17 metal eleman için genel bir terimdir veskandiyumVeitriyum. 18. yüzyılın sonundan bu yana, metalurji, seramik, cam, petrokimya, baskı ve boyama, tarım ve ormancılık ve diğer endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ülkemin seramik endüstrisinde nadir toprak unsurlarının uygulanması 1930'larda başladı. 1970'lerde toplam miktarınadir topraklarSeramik malzemelerde kullanılan 70T/yıla ulaştı ve toplam yerli üretimin yaklaşık% 2 ila% 3'ünü oluşturdu. Şu anda, nadir topraklar esas olarak yapısal seramikler, fonksiyonel seramikler, seramik sırlar ve diğer alanlarda kullanılmaktadır. Yeni nadir toprak malzemelerinin sürekli geliştirilmesi ve uygulanmasıyla, nadir topraklar çeşitli seramik malzemelerde katkı maddeleri, stabilizatörler ve sinterleme yardımcıları olarak kullanılır, bu da performanslarını büyük ölçüde artırır, üretim maliyetlerini azaltır ve endüstriyel uygulamalarını mümkün kılar.
Yapısal seramiklerde nadir toprak elemanlarının uygulanması
■ UygulamaAL2O3Seramik AL2O3 seramikleri, yüksek mukavemetleri, yüksek sıcaklık dirençleri, iyi yalıtım, aşınma direnci, korozyon direnci ve iyi elektromekanik özellikleri nedeniyle en yaygın kullanılan yapısal seramiklerdir. Gibi nadir toprak oksitler eklemekY2O3, LA2O3, SM2O3, vb. AL2O3 kompozit malzemelerinin ıslatma özelliklerini iyileştirebilir, seramik malzemelerin erime noktasını azaltabilir; Malzemenin gözenekliliğini azaltın ve yoğunluğu arttırın; Diğer iyonların göçünü engelleyin, tane sınırlarının göç oranını azaltın, tahıl büyümesini engelleyin ve yoğun yapıların oluşumunu kolaylaştırın; Cam fazının gücünü iyileştirin, böylece AL2O3 seramiklerinin mekanik özelliklerini iyileştirme amacına ulaşır.
■ UygulamaSI3N4Ceramicssi3n4 seramikleri mükemmel mekanik özelliklere, termal özelliklere ve kimyasal stabiliteye sahiptir ve yüksek sıcaklık yapısal seramikler için en umut verici malzemelerdir. SI3N4 güçlü bir kovalent bağ bileşiği olduğundan, saf Si3N4 geleneksel katı faz sinterleme ile yoğunlaştırılamaz. Bu nedenle, Si tozunun doğrudan nitridasyonunun reaksiyon sinterlenmesine ek olarak, yoğun bir malzeme yapmak için belirli bir miktarda sinterleme yardımı eklenmelidir. Şu anda, SI3N4 seramikleri hazırlamak için daha ideal sinterleme yardımcıları,Y2O3, ND2O3, VeLA2O3. Bir yandan, bu nadir toprak oksitler, Si3N4 seramiklerinin sinterlenmesini etkili bir şekilde teşvik eden azot içeren yüksek sıcaklıkta cam fazlar üretmek için yüksek sıcaklıkta Si3N4 tozunun yüzeyinde eser SiO2 ile reaksiyona girer; Öte yandan, yüksek refrakterlik ve viskozite ile Y-La-Si-on cam tane sınırları oluştururlar, yüksek sıcaklıkta bükülme mukavemetine ve iyi oksidasyon direncine sahiptirler ve yüksek sıcaklık koşulları altında yüksek erime noktaları olan Y ve LA içeren kristal bileşikleri çöktürmek kolaydır, bu da malzemenin yüksek sıcaklıkta kırılma sertliğini artırırlar.
■ UygulamaZro2Seramikler ZRO2 seramikleri yüksek yoğunluk, yüksek erime noktası ve sertliğe, özellikle tüm seramikler arasında en yüksek olan yüksek bükülme mukavemeti ve kırılma tokluğuna sahiptir. ZRO2'nin kristal dönüşümüne bariz hacim değişimi eşlik ettiğinden, doğrudan kullanım kapsamı sınırlıdır. Araştırma çalışmalarının derinleşmesiyle, nadir toprak oksitlerin eklenmesinin, ZRO2'nin faz değişimi üzerinde daha iyi bir inhibitör ve stabilize edici etkiye sahip olduğu bulunmuştur. Yaygın olarak kullanılan nadir toprak oksitler esas olarakY2O3-ND2O3ve CE2O3. İyonik yarıçapları temel olarak ZR4+'ya yakındır ve ZRO2 ile monoklinik, tetragonal ve kübik ikame katı çözeltiler oluşturabilirler. Bu tip ZRO2 seramik malzemesinin iyi teknik performans göstergeleri vardır. Örneğin,CEO2iyi bir katı elektrolit malzemesi olan ZRO2 ile geniş bir aralıkta tetragonal zirkonya katı çözeltisinin bir faz bölgesi oluşturabilir. Y2O3-stabilize ZRO2 (YSZ), katı oksit yakıt hücrelerinde (SOFC), oksijen sensörlerinde ve metan kısmi oksidasyon membran reaktörlerinde yaygın olarak kullanılan mükemmel bir oksijen iyonu iletkeni materyalidir.
■ UygulamaSicseramikSilikon karbürSeramikler yüksek sıcaklıklara, termal şok, korozyon, aşınma, iyi termal iletkenlik ve hafif ağırlığa karşı dirençlidir ve yaygın olarak yüksek sıcaklık yapısal seramikler kullanılır. Güçlü kovalent bağlanma özellikleriSicNormal koşullar altında sinterleme yoğunlaşması elde etmenin zor olduğunu belirleyin. Genellikle sinterleme yardımcıları eklemek veya sıcak presleme ve sıcak izostatik presleme sinterleme işlemlerini kullanmak gerekir. Üretim süreci karmaşıktır ve maliyet yüksektir. SIC'nin basınçsız sinterlenmesi için en etkili sinterleme yardımı AL2O3-Y2O3'tür; Ana sinterleme yardımı daha düşük bir sıcaklıkta yoğunlaştırma sinterlemesi sağlayabildiğinden, Y3Al5O12 (kısaca YAG) ile SIC-YAG seramik kompozit malzemeler, bu nedenle en umut verici silikon karbür seramik sistemlerinden biri olarak kabul edilirler.
■ UygulamaAlnseramikAlnyüksek erime noktası, yüksek termal iletkenlik, düşük dielektrik sabiti ve demir ve alüminyum gibi metallerin ve alaşımların korozyonuna karşı dirençli bir kovalent bağ bileşiğidir. Özel atmosferlerde mükemmel yüksek sıcaklık direncine sahiptir ve ideal bir büyük ölçekli entegre devre substratı ve ambalaj malzemesidir. Aln kovalent bir bağ olduğundan, sinterleme çok zordur ve tek bir sinterleme yardımı sinterleme sıcaklığını sadece sınırlı bir şekilde azaltabilir, bu nedenle kompozit yardımlar (nadir toprak metal oksitler ve alkalin toprak metal oksitler) genellikle sinterlemeyi teşvik etmek için sıvı bir faz oluşturmak için sinterleme yardımcıları olarak kullanılır. Buna ek olarak, sinterleme yardımcıları da oksijen safsızlıkları ile tepki verebilir.Aln, kısmi oksijenin ALN kafesine çözülmesinin neden olduğu alüminyum boş pozisyonları azaltın ve termal iletkenliği iyileştirinAln.
■ Sialon seramiklerinde uygulama Sialon seramikleriSI3N4seramik. Si atomlarının ve N atomlarının kısmi olarak değiştirilmesiyle oluşturulur.SI3N4Al2O3'teki Al atomları ve O atomları tarafından. Güçleri, toklukları ve oksidasyon direnci SI3N4 seramiklerinden daha iyidir ve özellikle seramik motor bileşenleri ve diğer aşınmaya dayanıklı seramik ürünler için uygundur. Sialon malzemelerinin sinterlenmesi kolay değildir. Nadir toprak oksitlerin sokulması, daha düşük bir sıcaklıkta sıvı faz oluşumuna elverişlidir ve bu da sinterlemeyi etkili bir şekilde teşvik eder. Aynı zamanda, nadir toprak katyonları a-Si3N4 fazının kafesine girebilir, cam fazının içeriğini azaltabilir ve bir tane sınır fazı oluşturabilir, oda sıcaklığını ve malzemenin yüksek sıcaklık performansını artırabilir. Çalışmalar,% 1 eklemeninY2O3Sialon seramiklerini yüksek sıcaklıklarda sinterleme yaparken, sadece sinterlemeyi teşvik etmekle kalmaz, aynı zamanda kırık tokluğunu da iyileştirir. Ek olarak, az miktarda Y2O3 eklemek de oksidasyon direncini büyük ölçüde iyileştirir.
Fonksiyonel seramiklerde nadir toprak elemanlarının uygulanması
Nadir topraklarfonksiyonel seramiklerle yakından ilişkilidir. Kesin eklemekNadir toprak unsurlarıBirçok fonksiyonel seramiğin hammaddelerine sadece seramiklerin sinterlemesini, yoğunluğunu, mukavemetini vb. İyileştirmekle kalmaz, daha da önemlisi, benzersiz fonksiyonel etkilerini önemli ölçüde artırabilir.
1Çin, Japonya, Amerika Birleşik Devletleri ve diğer ülkelerden gelen maddi bilim adamlarının oksit seramiklerin olduğunu keşfettikleri 1987'den beri süper iletken seramiklerde rolyttrium baryum bakır oksit(YBCO) mükemmel yüksek sıcaklık süperiletkenliğine (92K'ya kadar TC) sahip, insanlar nadir toprak yüksek sıcaklık süper iletken seramiklerin performans araştırması ve uygulama geliştirmesinde çok fazla çalışma yaptılar ve birçok büyük ilerleme kaydetti. Japon çalışmaları, YBCO'da Y'yi değiştirdikten sonraIşık Nadir Dünyalar(Ln) gibiNd, Sm, Eu, VeGd, sonuçta ortaya çıkan süper iletken seramik malzemenin kritik manyetik alan gücü LNBCO önemli ölçüde geliştirilmiştir ve manyetik akı sabitleme kuvveti de büyük ölçüde arttırılmıştır, bu da elektrik, enerji depolama ve taşımada büyük pratik değere sahiptir. Peking Üniversitesi kullanıldıZro2bir substrat olarak ve yaklaşık 200 ° C'ye ısıttı ve y (veya başka birnadir topraklar), Difüzyon tedavisi için katmanlar halinde substrat üzerinde BA oksitler ve Cu ve ısı 800-900 ° C sıcaklık aralığında işledi. Ortaya çıkan süper iletken seramikler 100k üzerinde iyi metalik direnç sıcaklık katsayısı gösterdi. Japonya'da Kagoshima Üniversitesinadir toprak255K'da süperiletkenlik sergileyen bir seramik film yapmak için LA'dan SR ve NB oksitleri.
2 Piezoelektrik seramikler kurşun titanat uygulaması (PBTIO3) mekanik enerji-elektrik enerji kuplaj etkisine sahip tipik bir piezoelektrik seramiktir. Yüksek curie sıcaklığına (490 ° C) ve düşük dielektrik sabitine sahiptir ve yüksek sıcaklık ve yüksek frekans koşulları altında uygulama için uygundur. Bununla birlikte, hazırlık ve soğutma işlemi sırasında, kübik tetragonal faz geçişi nedeniyle mikro çatlaklar meydana gelmeye eğilimlidir. Bu sorunu çözmek için nadir topraklar onu değiştirmek için kullanılır. 1150 ° C'de sinterlendikten sonra, nispi yoğunlukta% 99 olan RE-PBTIO3 seramikleri elde edilebilir. Mikroyapı önemli ölçüde geliştirilmiştir ve 75MHz yüksek frekanslı koşullar altında çalışan dönüştürücü dizileri üretmek için kullanılabilir. Yüksek piezoelektrik katsayılara sahip kurşun zirkonat titanat (PZT) piezoelektrik seramiklerde, nadir toprak oksitleri ekleyerekLA2O3, SM2O3, VeND2O3, PZT seramiklerinin sinterleme özellikleri önemli ölçüde geliştirilebilir ve kararlı elektrik ve piezoelektrik özellikler elde edilebilir. Ayrıca, PZT seramiklerinin performansı, az miktarda nadir toprak oksit eklenerek geliştirilebilirCEO2. CEO2 eklendikten sonra, PZT seramiklerinin hacim direnci artar, bu da süreçte yüksek sıcaklık ve yüksek elektrik alanı altında polarizasyonun gerçekleşmesine elverişli ve zaman yaşlanması ve sıcaklık yaşlanmasına karşı direnci de iyileştirilir. Tarafından değiştirilen PZT seramiklerinadir topraklaryüksek voltajlı jeneratörler, ultrasonik jeneratörler, sualtı akustik dönüştürücüler ve diğer cihazlarda yaygın olarak kullanılmıştır.
3İletken seramiklerde uygulama yttrium stabilize zirkonya (ysz) seramikleri ileNadir toprak oksit Y2O3Katkı maddesi yüksek sıcaklıklarda iyi termal ve kimyasal stabiliteye sahip olduğundan, iyi oksijen iyon iletkenleridir ve iyon iletken seramiklerde belirgin bir konuma sahiptir. YSZ seramik sensörleri, otomobil egzozundaki oksijen kısmi basıncını ölçmek, hava/yakıt oranını etkili bir şekilde kontrol etmek ve enerji tasarrufu sağlayan önemli etkilere sahip olmak için başarılı bir şekilde kullanılmıştır. Endüstriyel kazanlarda, eritme fırınlarında, yakma fırınlarında ve diğer yanma tabanlı ekipmanlarda yaygın olarak kullanılmıştır. Bununla birlikte, YSZ seramikleri sadece sıcaklık 900 ° C'den yüksek olduğunda yüksek iyonik iletkenlik gösterir, bu nedenle uygulamaları hala belirli kısıtlamalara tabidir. Mevcut araştırmalar, uygun miktarda Y2O3 veyaGD2O3 to BI2O3Daha yüksek iyonik iletkenliğe sahip seramikler, BI2O3 yüz merkezli kübik fazı oda sıcaklığına stabilize edebilir. Aynı zamanda, X-ışını kırınım paternleri, (BI2O3) 0.75 · (Y2O3) 0.25 ve (BI2O3) 0.65 · (GD2O3) 0.35'in her ikisi de yüksek oksijen iyon iletkenliğine sahip kararlı yüz merkezli kübik yapılar olduğunu göstermiştir. Bu seramiğin yanını (ZRO2) 0.92 (Y2O3) 0.08'lik koruyucu bir filmle kapladıktan sonra, orta sıcaklık koşulları altında (500 ~ 800 ℃) çalışabilen yüksek iyonik iletkenlik ve iyi stabilite olan yakıt hücreleri ve oksijen sensörleri hazırlanabilir ve monte edilebilir, bu da yüksek-tortu teknolojisi tarafından getirilen zorlukları çözmek için tetikte olabilir.
4 Dielektrik seramiklerde uygulama Dielektrik seramikler esas olarak seramik kapasitörler ve mikrodalga dielektrik bileşenler yapmak için kullanılır. Gibi dielektrik seramiklerdeTIO2, Mgtio3,Batio3ve onların kompozit dielektrik seramikleri ekleyereknadir topraklarLA, ND ve DY gibi dielektrik özelliklerini önemli ölçüde artırabilir. Örneğin, yüksek dielektrik sabiti olan Batio3 seramiklerinde, lu = 30 ~ 60 dielektrik sabit değeri olan LA ve ND nadir toprak bileşikleri eklemek, dielektrik sabitini geniş bir sıcaklık aralığında sabit tutabilir ve cihazın servis ömrü önemli ölçüde iyileştirilir. Termal telafi kapasitörleri için dielektrik seramiklerde, nadir topraklar, dielektrik sabitini, sıcaklık katsayısını ve seramiklerin kalite faktörünü iyileştirmek veya ayarlamak için gerektiğinde uygun şekilde eklenebilir, böylece uygulama aralığını genişletebilir. Termal olarak kararlı kapasitör magnezyum titanat seramikleri, La2O3 ile modifiye edilir ve elde edilen MGO · TiO2-La2O3-Tio2 seramikleri ve katio3-mgtio3-La2Tio5 seramikleri, sadece düşük dielektrik kayıp ve sıcaklık katsağının orijinal özelliklerini önemli ölçüde iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda önemli ölçüde iyileştirmekle kalmaz,devamlı.
5 Hassas seramiklere uygulama hassas seramikler önemli bir fonksiyonel seramik türüdür. Voltaj, gaz bileşimi, sıcaklık, nem vb. Kontrol devrelerinde algılama elemanları olarak yaygın olarak kullanılırlar, bu nedenle sensör seramikleri de denir. Nadir topraklar ile bu tür seramiklerin performansı arasında yakın bir ilişki vardır.
(1) Elektro-optik seramikler: nadir toprak oksit ekleyerekLA2O3PZT'ye, şeffaf kurşun lantanim zirkonat titanat (PLZT) elektro-optik seramikler elde edilebilir. Orijinal matris malzemesi PZT, gözeneklerin varlığı, tane sınır fazları ve anizotropi nedeniyle genellikle opaktır, La2O3 ilavesi mikroyapı düzgün bir şekilde yapar, gözenekleri büyük ölçüde ortadan kaldırır, anizotropisini zayıflatır ve tahıl sınırları üzerindeki çoklu kireçlerin neden olduğu ışık püskürtmesinin neden olduğu ışık püskürtmesinin neden olduğu ışık püskürtme nedenini azaltır. Bu nedenle, PLZT iyi ışık iletim performansına sahiptir. PLZT, nükleer patlama radyasyonunu korumak için gözlüklerde yaygın olarak kullanılmaktadır, ağır bombardıman uçaklarının pencereleri, optik iletişim modülatörleri, holografik kayıt cihazları vb.
(2) Varistör Seramikleri: Orta Güney Teknoloji Üniversitesi, nadir toprak elemanlarının ZnO varistör seramiklerinin elektriksel özellikleri üzerindeki etkisini incelemiştir. ZnO varistörü sonra seramikler nadir toprak oksit ile katlandıLA2O3, varistör voltajı VLMA değeri önemli ölçüde arttı; Doping miktarı% 0.1'den% 10'a yükseldiğinde, seramikin doğrusal olmayan katsayısı 20'den 1'e düştü ve temel olarak varistör özelliği yoktu. Bu nedenle, ZnO seramikleri için, düşük konsantrasyon nadir toprak elemanı doping, varistör voltaj değerini artırabilir, ancak doğrusal olmayan katsayı üzerinde çok az etkiye sahiptir; ve yüksek konsantrasyon katkısı varistör özelliklerini göstermez.
(3) Gaz duyarlı seramikler: 1970'lerden beri insanlar, ZNO gibi gaza duyarlı seramik malzemelere nadir toprak oksitleri ekleme rolü hakkında çok fazla araştırma yaptılar,Sno2VeFe2o3ve ABO3 ve A2BO4 nadir toprak kompozit oksit malzemeleri üretmişlerdir. Araştırma sonuçları, ZnO'ya nadir toprak oksitlerin eklenmesinin propilene duyarlılığını önemli ölçüde artırabileceğini göstermektedir; eklemeCEO2Sno2, etanole duyarlı sinterlenmiş bir element üretebilir.
(4) Termistör seramikleri: baryum titanat (Batio3) en çok incelenen ve yaygın olarak kullanılan termistör seramikleridir. Batio3'e (molar atomik fraksiyonun% 0.2 ila% 0.3 olarak kontrol edildiği kontrol edildiğinde) La, Ce, Sm, DY, Y, vb. TRACE nadir toprak elemanları eklendiğinde, Ba2+ 'nın bir kısmı, aşırı pozitif yüklere benzer bir yarıçapla RE3+ ile değiştirilir, aşırı pozitif şarjlar üretir ve ti4+' nın etkisi ile zayıf bir şekilde bağlı elektronlar oluşturulur; Bununla birlikte, doping miktarı belirli bir değeri aşarsa, Ba2+ boş pozisyonlarının oluşumu ve iletken taşıyıcıların kaybolması nedeniyle, seramik direnci keskin bir şekilde yükselir ve hatta bir yalıtkan haline gelir.
(5) Neme duyarlı seramikler: Çeşitli neme duyarlı seramik türleri arasında, şu anda eklenen nadir topraklar esas olarak lantanim ve oksitler, La2O3-TiO2 sistemi, LA2O3-TiO2-V2O5 sistemi, SR0.95la0.05SNO3 ve PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-kH2PO3, vb. Nem seramiklerinin hassasiyetini, gerçekçilik ve stabilite açısından daha da artırmak ve pratikliklerini arttırmak için de gereklidir.nadir toprakSeramiklerin ilgili özelliklerine ekleme.
İhracat nadir toprak ürünleri konusunda uzmanlaştık, nadir toprak ürünü satın almak için, hoş geldinizbizimle iletişime geçer
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Gönderi: Şub-06-2025