Jaký je vliv oxidů vzácných zemin v keramických povlacích?

Keramika, kovové materiály a polymerní materiály jsou uvedeny jako tři hlavní pevné materiály. Keramika má mnoho vynikajících vlastností, jako je odolnost proti vysoké teplotě, odolnost proti korozi, odolnost proti opotřebení atd., Protože režim atomové vazby keramiky je iontová vazba, kovalentní vazba nebo smíšená iontová vazebná vazba s vysokou vazebnou energií. Keramický povlak může změnit vzhled, strukturu a výkon vnějšího povrchu substrátu, kompozitní kompozit substrátu je upřednostňován pro svůj nový výkon. Může organicky kombinovat původní vlastnosti substrátu s charakteristikami odolnosti na vysokou teplotu, vysokou odolnost proti opotřebení a odolnosti keramických materiálů s vysokou korozí a plné hry komplexním výhodám obou druhů materiálů, takže se široce používá v leteckém, leteckém, národní obraně, chemickém průmyslu a jiném průmyslu.

Vzácná zemina se nazývá „dům pokladů“ nových materiálů, protože má jedinečnou elektronickou strukturu 4F a fyzikální a chemické vlastnosti. Čisté kovy vzácné zeminy se však ve výzkumu zřídka používají a většinou se používají sloučeniny vzácných zemin. Nejběžnějšími sloučeninami jsou CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES a Ferosilicon vzácné zeminy. Tyto sloučeniny vzácných zemin mohou zlepšit strukturu a vlastnosti keramických materiálů a keramických povlaků.

I aplikaci oxidů vzácných zemin v keramických materiálech

Přidání prvků vzácných zemin jako stabilizátorů a slinovacích pomůcek do různé keramiky může snížit teplotu slinování, zlepšit pevnost a houževnatost některé strukturální keramiky, a tak snížit výrobní náklady. Současně hrají prvky vzácných zemin také velmi důležitou roli v polovodičových plynových senzích, mikrovlnných médiích, piezoelektrické keramice a dalších funkční keramice. Výzkum zjistil, že přidáním dvou nebo více oxidů vzácných zemin do keramiky aluminy dohromady je lepší než přidání jediného oxidu vzácné Země do keramiky oxidu hliníku. Po optimalizaci testu má Y2O3+CEO2 nejlepší účinek. Když je přidáno 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 při 1490 ℃, relativní hustota slinovaných vzorků může dosáhnout 96,2%, což přesahuje hustotu vzorků s jakýmkoli oxidem oxidu Y2O3 nebo CEO2 samotného.

Účinek LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 při podpoře slinování je lepší než účinek přidávání pouze LA2O3 a odolnost proti opotřebení se zjevně zlepšuje. Ukazuje také, že míchání dvou oxidů vzácných zemin není jednoduchý doplněk, ale mezi nimi existuje interakce, což je výhodnější pro slinování a zlepšení výkonu keramiky aluminy, ale princip zbývá studovat.

Kromě toho je zjištěno, že přidání smíšených oxidů kovů vzácných zemin, protože slinovací AIDS může zlepšit migraci materiálů, podporovat slinování keramiky MGO a zlepšit hustotu. Pokud je však obsah oxidu smíšeného kovu vyšší než 15%, relativní hustota se snižuje a zvyšuje se otevřená porozita.

Za druhé, vliv oxidů vzácných zemin na vlastnosti keramických povlaků

Stávající výzkum ukazuje, že prvky vzácných zemin mohou zdokonalovat velikost zrna, zvětšit hustotu, zlepšit mikrostrukturu a čistit rozhraní. Hraje jedinečnou roli při zlepšování síly, houževnatosti, tvrdosti, odolnosti proti opotřebení a odolnosti keramických povlaků o korozi, což do určité míry zlepšuje výkon keramických povlaků a rozšiřuje rozsah aplikací keramických povlaků.

1

Zlepšení mechanických vlastností keramických povlaků oxidy vzácných zemin

Oxidy vzácných zemin mohou významně zlepšit tvrdost, pevnost v ohybu a pevnost v tahu keramických povlaků. Experimentální výsledky ukazují, že pevnost v tahu povlaku může být účinně zlepšena pomocí Lao _ 2 jako aditivního v materiálu Al2O3+3% Tio _ 2 a pevnost v tahu může dosáhnout 27,36MPa, pokud je množství Lao _ 2 6,0%. Přidáním CEO2 s hmotnostní frakcí 3,0% a 6,0% do materiálu CR2O3 je však pevnost v tahu nátěru mezi 18 ~ 25 mPa, což je větší než původní 12 ~ 16MPa, když je obsah CEO2 9,0%, tahová vazebná síla klesá na 12 ~ 15MPA.

2

Zlepšení odolnosti keramického povlaku tepelného nárazu vzácnou zemí

Test odolnosti tepelného šoku je důležitým testem pro kvalitativně odrážet sílu vazby mezi povlakem a substrátem a porovnáváním koeficientu tepelné roztažnosti mezi povlakem a substrátem. Přímo odráží schopnost povlaku odolávat peelingu, když se teplota mění střídavě během používání, a také odráží schopnost povlaku odolávat únavě mechanických šoků a vazebné schopnosti substrátem ze strany. Proto je také klíčovým faktorem posoudit kvalitu keramického povlaku.

Výzkum ukazuje, že přidání 3,0%CEO2 může snížit pórovitost a velikost pórů v povlaku a snížit koncentraci napětí na okraji pórů, čímž se zlepšuje odolnost proti tepelnému šoku povlaku CR2O3. Porozita keramického povlaku AL2O3 se však snížila a životopis pevnosti a selhání tepelného šoku povlaku se však po přidání LAO2 zjevně zvýšila. Pokud je množství přidání LAO2 6% (hmotnostní frakce), je nejlepší odolnost proti tepelnému šoku nejlepší a životnost tepelného šoku může dosáhnout 218krát, zatímco životnost tepelného šoku povlaku bez LAO2 je pouze 163krát.

3

Oxidy vzácných zemin ovlivňují odolnost proti opotřebení povlaků

Oxidy vzácných zemin používaných ke zlepšení odolnosti keramických povlaků opotřebení jsou většinou CEO2 a LA2O3. Jejich hexagonální vrstvená struktura může vykazovat dobrou funkci mazání a udržovat stabilní chemické vlastnosti při vysoké teplotě, což může účinně zlepšit odolnost proti opotřebení a snížit koeficient tření.

Výzkum ukazuje, že koeficient tření povlaku se správným množstvím CEO2 je malý a stabilní. Bylo hlášeno, že přidání LA2O3 do plazmového nastříkaného povlaku na bázi niklu může zjevně snížit opotřebení tření a koeficient tření povlaku a koeficient tření je stabilní s malým kolísáním. Povrch opotřebení obložení bez vzácné zeminy vykazuje vážnou adhezi a křehké zlomeniny a roztržení, ale povlak obsahující vzácnou zeminu však vykazuje slabou adhezi na opotřebovaném povrchu a není zde žádné známky křehkého rozpadu. Mikrostruktura povlaku dopovaného vzácným zemí je hustší a kompaktnější a póry jsou sníženy, což snižuje průměrnou tření sílu nesenou mikroskopickými částicemi a snižuje tření a opotřebení dopingové vzácné zeminy může také zvýšit vzdálenost krystalové roviny Cermets.

Shrnutí:

Ačkoli oxidy vzácných zemin dosáhly velkých úspěchů při aplikaci keramických materiálů a povlaků, které mohou účinně zlepšit mikrostrukturu a mechanické vlastnosti keramických materiálů a povlaků, stále existuje mnoho neznámých vlastností, zejména při snižování tření a opotřebení.

Tel: +86-21-20970332E-mail：info@shxlchem.com