Рідкісні елементи Земліє загальним терміном для 17 металевих елементів, включаючи 15 елементів лантаніду таскандіюіітріум. З кінця 18 століття вони широко використовувались у металургії, кераміці, склі, нафтохімії, друку та фарбуванні, сільському господарстві та лісовому господарстві та інших галузях. Застосування рідкісних земних елементів у керамічній промисловості моєї країни розпочалося в 1930 -х роках. У 1970 -х роках загальна сумарідкісні земліВикористовувані в керамічних матеріалах досягли 70 т/рік, що становить приблизно 2% до 3% від загального внутрішнього виробництва. В даний час рідкісні землі в основному використовуються в структурній кераміці, функціональній кераміці, керамічних глазурі та інших галузях. Завдяки постійному розвитку та застосуванні нових рідкісних земляних матеріалів рідкісні землі використовуються як добавки, стабілізатори та посібник для спікання в різних керамічних матеріалах, що значно покращує їх продуктивність, зменшує виробничі витрати та робить їх промисловим застосуванням можливим.
Застосування рідкісних елементів землі в структурній кераміці
■ Застосування вAl2o3Кераміка AL2O3 Кераміка - це найбільш широко використовувана структурна кераміка завдяки високій міцності, високій температурі, хорошій ізоляції, стійкості до зносу, корозійною стійкістю та хорошими електромеханічними властивостями. Додавання рідкісних оксидів землі, таких якY2O3, La2o3, SM2O3тощо, може покращити властивості змочування композитних матеріалів Al2O3, зменшити температуру плавлення керамічних матеріалів; зменшити пористість матеріалу та збільшити щільність; перешкоджати міграції інших іонів, зменшити швидкість міграції меж зерна, інгібує ріст зерна та полегшити утворення щільних структур; Поліпшення сили скляної фази, тим самим досягаючи мети покращення механічних властивостей кераміки Al2O3.
■ Застосування вSi3n4Ceramicssi3n4 Кераміка має чудові механічні властивості, теплові властивості та хімічну стабільність, і є найбільш перспективними матеріалами для високотемпературної структурної кераміки. Оскільки SI3N4 є сильною ковалентною сполукою зв’язку, чистий SI3N4 не може бути ущільненим звичайним спіканням твердих фаз. Тому, крім реакційного спікання прямої нітридації порошку СІ, слід додати певну кількість допомоги у спіканні, щоб зробити щільний матеріал. В даний час більш ідеальні засоби спікання для підготовки кераміки SI3N4 - це рідкісні оксиди Землі, такі якY2O3, ND2O3іLa2o3. З одного боку, ці рідкісні оксиди Землі реагують із слідом SIO2 на поверхні порошку Si3N4 при високій температурі для генерації високотемпературних скляних фаз, що ефективно сприяють спіканню кераміки SI3N4; З іншого боку, вони утворюють межі зі скляним зерном Y-La-Si-On з високою рефрактерністю та в'язкістю, мають високу високотемпературну згинальну міцність та хорошу окислювальну стійкість, і їх легко осадити кристалічні сполуки, що містять Y та LA з високими температурою плавлення при високих температурних умовах, що покращує високотемпературну міцність перелому.
■ Застосування вZro2Кераміка Zro2 кераміка має високу щільність, високу температуру плавлення та твердість, особливо високу міцність на вигин та міцність на перелом, які є найвищими серед усіх кераміки. Оскільки кристалічна трансформація ZRO2 супроводжується очевидною зміною обсягу, обсяг прямого використання обмежене. З поглибленням дослідницької роботи встановлено, що додавання рідкісних оксидів Землі має кращий інгібуючий та стабілізуючий вплив на зміну фази Zro2. В основному використовуються рідкісні оксиди земліY2O3,ND2O3, і CE2O3. Їх іонний радіус в основному близький до ZR4+, і вони можуть утворювати моноклінічні, тетрагональні та кубічні замісні тверді розчини з Zro2. Цей тип керамічного матеріалу ZRO2 має хороші показники технічних показників. Наприклад,CEO2може утворювати фазову область тетрагонального твердого розчину цирконії в широкому діапазоні з Zro2, який є хорошим твердим електролітним матеріалом. ZRO2, стабілізований Y2O3 (YSZ), є чудовим матеріалом провідника іонів кисню, який широко застосовується в паливних елементах оксиду (SOFC), датчиків кисню та частковому окислювальному мембранному мембранному мембрану.
■ Застосування вSICкерамікаКарбід кремніюКераміка стійкі до високих температур, теплового удару, корозії, зносу, хорошої теплопровідності та легкої ваги, і зазвичай використовуються високотемпературною структурною керамікою. Сильні ковалентні характеристикиSICВизначте, що важко досягти ущільнення у умовах спікання в нормальних умовах. Зазвичай необхідно додати засоби спікання або використовувати гарячі пресування та гарячі ізостатичні процеси спікання. Виробничий процес складний, а вартість висока. Найефективніша допомога у спіканні для тиску SIC-Al2O3-Y2O3; Керамічні композитні матеріали SIC-YAG з Y3AL5O12 (коротко YAG), оскільки основна допомога на спікання може досягти ущільнення у спіканні при меншій температурі, тому вони вважаються однією з найбільш перспективних керамічних систем карбіду кремнію.
■ Застосування вАльнкерамікаАльнє ковалентною сполукою зв’язку з високою температурою плавлення, високою теплопровідністю, низькою діелектричною константою та стійкістю до корозії металів та сплавів, таких як залізо та алюміній. Він має відмінну високу температуру в спеціальних атмосферах і є ідеальним масштабним інтегральним схемою та пакувальним матеріалом. Оскільки ALN є ковалентним зв’язком, спікання дуже складно, і єдиний допомога на спікання може лише зменшити температуру спікання в обмеженій мірі, тому композитні засоби (рідкісні оксиди металів та лужні оксиди металів) зазвичай використовуються як спікання спікання для утворення рідкої фази для сприяння спілі. Крім того, спікання СНІДу також можуть реагувати з кисневими домішками вАльн, зменшити алюмінієві вакансії, спричинені частковим киснем, що розчиняється в альн -решітці, та поліпшення теплопровідностіАльн.
■ Застосування в керамічній кераміці Sialon Sialon-це своєрідна сино-ні-аль-щільна полікристалічна нітридна кераміка, розроблена на основіSi3n4кераміка. Вони утворюються шляхом часткової заміни атомів Si та N атомів уSi3n4за атомами Al та атомами O в Al2O3. Їх сила, міцність та стійкість до окислення кращі, ніж кераміка SI3N4, і вони особливо підходять для компонентів керамічного двигуна та інших стійких до зносу керамічних продуктів. Сиалонові матеріали нелегко спірити. Введення рідкісних оксидів землі сприяє утворенню рідкої фази при нижчій температурі, що ефективно сприяє спілу. У той же час, рідкісні катіонів Землі можуть потрапляти в решітку фази α-Si3N4, зменшити вміст скляної фази та утворювати граничну фазу зерна, покращуючи кімнатну температуру та високу температуру матеріалу. Дослідження показали, що додавання 1%Y2O3Може утворювати високотемпературну скляну фазу під час спікання кераміки Сіалону при високих температурах, що не лише сприяє спілу, але й покращує його міцність на руйнування. Крім того, додавання невеликої кількості Y2O3 також значно покращує його резиденцію.
Застосування рідкісних елементів землі у функціональній кераміці
Рідкісні землітісно пов'язані з функціональною керамікою. Додавання певнихРідкісні елементи ЗемліДо сировини багатьох функціональних кераміки може не тільки покращити спікання, щільність, силу тощо кераміки, але що ще важливіше, це може значно покращити їх унікальні функціональні ефекти.
1Роль у надпровідній кераміці з 1987 року, коли вчені з Китаю, Японії, Сполучених Штатів та інших країн виявили, що оксидна керамікаіттріум барію оксид міді(YBCO) мають чудову високотемпературну суперпровідність (TC до 92 тис.), Люди зробили багато роботи в дослідженні ефективності та розробці застосування рідкісної суперпровідної кераміки з високою температурою землі, і досягли багатьох великих прогресів. Японські дослідження показали, що після заміни Y в Ybco налегкі рідкісні землі(Ln) наприкладNd, Sm, EuіGd, критична міцність магнітного поля отриманого суперпровідного керамічного матеріалу LNBCO значно вдосконалюється, а також значно посилюється сила магнітного потоку, що має велике практичне значення в електроенергії, зберігання енергії та транспорту. Пекінський університет використовувавZro2як підкладка і нагрівав її приблизно до 200 ° C, а також випарювався Y (або іншихрідкісні землі( Отримана суперпровідна кераміка показала хороший коефіцієнт температури металевого опору вище 100 к. Додав університет Кагосіми в ЯпоніїРідкісна земляLA до SR та NB оксидів, щоб зробити керамічну плівку, яка виявляла надпровідність у 255 тис.
2 Застосування в п'єзоелектричній кераміці ведуть титанат (Pbtio3)-типова п'єзоелектрична кераміка з механічним ефектом енергетичної енергії. Він має високу температуру кюрі (490 ° C) і низьку діелектричну постійну, і підходить для нанесення в умовах високої температури та високої частоти. Однак під час процесу підготовки та охолодження мікро тріщини схильні через перехід кубічного тетрагонального фази. Для вирішення цієї проблеми для її зміни використовуються рідкісні землі. Після спікання при 1150 ° С може бути отримана кераміка REPBO3 з відносною щільністю 99%. Мікроструктура значно покращується і може бути використана для виготовлення перетворювальних масивів, що працюють в умовах високої частоти 75 МГц. У свинцевому цирконатному титанаті (PZT) п'єзоелектрична кераміка з високими п'єзоелектричними коефіцієнтами, додавши рідкісні оксиди землі, такі якLa2o3, SM2O3іND2O3, властивості спікання кераміки PZT можуть бути значно вдосконалені та можна отримати стабільні електричні та п'єзоелектричні властивості. Крім того, продуктивність кераміки PZT можна покращити, додавши невелику кількість рідкісного оксиду ЗемліCEO2. Після додавання CEO2 збільшується об'ємний опір кераміки PZT, що сприяє реалізації поляризації при високій температурі та високому електричному полі в процесі, а також його стійкість до старіння часу та старіння температури. Кераміка PZT, модифікована за допомогоюрідкісні землішироко використовувались у генераторах високої напруги, ультразвукових генераторів, підводних акустичних перетворювачах та інших пристроях.
3Застосування в електропровідній кераміці, стабілізована ітрієм цирконія (YSZ) з керамікою зрідкісний оксид Землі Y2O3Оскільки добавка мають хорошу термічну та хімічну стабільність при високих температурах, є хорошими провідниками іонів кисню та мають помітне положення в іонній провідній кераміці. Керамічні датчики YSZ успішно використовувались для вимірювання часткового тиску кисню при автомобільних вихлопах, ефективно контролюючи співвідношення повітря/палива та мають значні енергозберігаючі ефекти. Вони широко використовувались у промислових котлах, виплавляючих печах, спалювальних засобах та іншому обладнанні на основі згоряння. Однак кераміка YSZ демонструє високу іонну провідність лише тоді, коли температура вище 900 ° C, тому їх застосування все ще підлягає певним обмеженням. Існуючі дослідження виявили, що додавання відповідної кількості Y2O3 абоGD2O3 to Bi2O3Кераміка з більшою іонною провідністю може стабілізувати кубічну фазу, орієнтовану на обличчя, до кімнатної температури. У той же час, рентгенівські дифракційні структури також показали, що (BI2O3) 0,75 · (Y2O3) 0,25 та (BI2O3) 0,65 · (GD2O3) 0,35-це стабільні кубічні структури з високою провідністю іонів кисню. Після покриття сторони цієї кераміки захисною плівкою (ZRO2) 0,92 (Y2O3) 0,08, паливними елементами та кисневими датчиками з високою іонною провідністю та хорошою стабільністю, які можуть працювати в середніх температурних умовах (500 ~ 800 ℃), можна підготувати та зібрати, що сприяє розчиненню труднощів, спричинених високою технологією.
4 Застосування в діелектричній кераміці діелектрична кераміка в основному використовується для виготовлення керамічних конденсаторів та мікрохвильових діелектричних компонентів. В діелектричній кераміці, таких якTio2, Mgtio3,Батіо3і їх складна діелектрична кераміка, додаючирідкісні землінаприклад, LA, ND та DY можуть значно покращити свої діелектричні властивості. Наприклад, у кераміці Batio3 з високою діелектричною постійною, додавання LA та ND рідкісних земних сполук з діелектричним постійним значенням ε = 30 ~ 60 може зберегти свою діелектричну постійну стійку в широкому діапазоні температур, і термін служби пристрою значно вдосконалюється. У діелектричній кераміці для конденсаторів теплової компенсації рідкісні землі також можуть бути належним чином додані в міру необхідності для поліпшення або регулювання діелектричної константи, коефіцієнта температури та коефіцієнта якості кераміки, тим самим розширюючи діапазон застосування. Термічно стійкі конденсаторні магнії титанатні кераміки модифіковані за допомогою LA2O3, а отримана кераміка MGO · TiO2-LA2O3-TIO2 та Catio3-Mgtio3-la2Tio5 кераміка не лише підтримують оригінальні характеристики низьких діелектричних втрат та коефіцієнта температури, але й значно вдосконалюють свою діелектрикупостійна.
5 Застосування в чутливій керамічній кераміці є важливим типом функціональної кераміки. Вони характеризуються чутливими до певних зовнішніх умов, таких як напруга, склад газу, температура, вологість тощо. Тому вони можуть контролювати схеми, операційні процеси або середовища через реакцію або зміну пов'язаних з ними параметрів електричної продуктивності. Вони широко використовуються як зондальні елементи в контрольних схемах, тому їх також називають датчиковою керамікою. Існує тісний зв’язок між рідкісними землями та виконанням такого типу кераміки.
(1) Електроптична кераміка: додавання рідкісного оксиду ЗемліLa2o3До PZT можна отримати прозорий керамічний керамічний титанат (PLZT) лантанату (PLZT). Оригінальний матричний матеріал PZT, як правило, непрозорий через наявність пор, граничних фаз зерна та анізотропії, в той час як додавання LA2O3 робить свою мікроструктуру рівномірністю, значною мірою усуває його анізотропію і значно зменшує світлодіод, спричинене різноманітними заломленнями на межі зерна та світла, спричиненого другого етапів. Тому PLZT має хороші показники передачі світла. PLZT широко використовується в окулярах для екранування ядерного вибухового випромінювання, вікна важких бомбардувальників, оптичних модуляторів зв'язку, голографічних пристроїв запису тощо.
(2) Варісторна кераміка: Технологічний університет Центрального Півдня вивчав вплив рідкісних елементів Землі на електричні властивості кераміки ZnO Varistor. Після того, як кераміка Zno Varistor була допедована рідкісним оксидом ЗемліLa2o3, їх значення VLMA напруги VLMA значно збільшилося; Коли кількість допінгу зросла з 0,1% до 10%, нелінійний коефіцієнт α кераміки зменшився з 20 до 1, і в основному не мав властивостей варістора. Тому для кераміки ZnO допінг рідкісного елемента з низькою концентрацією може збільшити значення напруги в варістор, але мало впливає на нелінійний коефіцієнт; а допінг з високою концентрацією не виявляє характеристик варистора.
(3) Кераміка, чутлива від газу: Починаючи з 1970-х років, люди провели багато досліджень щодо ролі додавання рідкісних оксидів землі до газочутливих керамічних матеріалів, таких як ZnO,Сно2іFe2O3, і виробляли рідкісні композитні оксидні матеріали ABO3 та A2BO4. Результати досліджень показують, що додавання рідкісних оксидів землі до ZnO може значно покращити його чутливість до пропілену; додаванняCEO2To SnO2 може створити зловісний елемент, чутливий до етанолу.
(4) Термісорна кераміка: титанат барію (Batio3) - це найбільш вивчена і широко використовувана терамічна кераміка. Коли сліди рідкісних земних елементів, таких як LA, CE, SM, DY, Y тощо. Однак, якщо кількість допінгу перевищує певне значення, через утворення вакансій BA2+ та зникнення провідних носіїв, опір кераміки різко піднімається і навіть стає ізолятором.
(5) Кераміка, чутлива до вологості: Серед різних типів кераміки з вологості, рідкісні землі, які в даний час додаються, в основному Lanthanum та її оксиди, такі як SR1-XLAXSNO3, система LA2O3-TIO2, LA2O3-TIO2-V2O5, SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0.95LA0.05SNO3 та SR0. PD0.91LA0.09 (ZR0.65TI0.35) 0.98O3-KH2PO3 тощо. Для подальшого підвищення чутливості кераміки вологості з точки зору реалізму та стабільності та підвищення їх практичності також необхідно зміцнити дослідження впливу впливуРідкісна земляДодавання до відповідних властивостей кераміки.
Ми спеціалізуємось на експорті рідкісних земельних продуктів, купувати рідкісні землі, ласкаво просимо доконтактує з нами
Sales@shxlchem.com; Delia@shxlchem.com
WhatsApp & Tel: 008613524231522; 0086 13661632459
Час посади: лютий-06-2025