Kokia retųjų žemės oksidų įtaka keraminėse dangose?

Keramika, metalinės medžiagos ir polimerų medžiagos yra išvardytos kaip trys pagrindinės kietos medžiagos. Keramika pasižymi daugybe puikių savybių, tokių kaip atsparumas aukštai temperatūrai, atsparumas korozijai, atsparumui dilimui ir kt., Nes keramiko atominis ryšys yra joninis jungtis, kovalentinis jungtis ar mišrus jonų kovalentinis ryšys su didele jungties energija. Keraminė danga gali pakeisti substrato išorinio paviršiaus išvaizdą, struktūrą ir našumą, kompozitą su danga-substrate yra palanki jo naujajam našumui. Tai gali organiškai sujungti originalias substrato charakteristikas su atsparumo aukštai temperatūrai, dideliam atsparumui susidėvėjimui ir dideliam atsparumui korozijai, ir visiškai žaisti dviejų rūšių medžiagų pranašumams, todėl jis plačiai naudojamas aviacijos ir kosmoso, aviacijos, nacionalinės gynybos, chemijos pramonės ir kitose pramonės šakose.

Retas žemė vadinama naujų medžiagų „lobių namu“ dėl savo unikalios 4F elektroninės struktūros ir fizikinių bei cheminių savybių. Tačiau gryni retųjų žemių metalai retai naudojami tiesiogiai tyrimuose, o dažniausiai naudojami retai žemės junginiai. Dažniausiai pasitaikantys junginiai yra CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES ir retos žemės ferrosilicon. Šie retos žemės junginiai gali pagerinti keraminių medžiagų ir keraminių dangų struktūrą ir savybes.

I Retųjų žemės oksidų taikymas keraminėse medžiagose

Pridėjus retųjų žemės elementų kaip stabilizatorių ir sukepinimo AIDS į skirtingą keramiką, galima sumažinti sukepinimo temperatūrą, pagerinti kai kurių struktūrinių keramikos stiprumą ir tvirtumą ir taip sumažinti gamybos sąnaudas. Tuo pačiu metu retųjų žemės elementai taip pat vaidina labai svarbų vaidmenį puslaidininkių dujų jutikliuose, mikrobangų laikmenose, pjezoelektrinėje keramikoje ir kitoje funkcinėje keramikoje. Tyrimo metu nustatyta, kad pridedant du ar daugiau retų žemės oksidų prie aliuminio oksido keramikos, geriau nei pridėti vieną retą žemės oksidą prie aliuminio oksido keramikos. Po optimizavimo testo „Y2O3+CEO2“ turi geriausią poveikį. Kai pridedamas 0,2%Y2O3+0,2%CEO2, esant 1490 ℃, santykinis sukepintų mėginių tankis gali pasiekti 96,2%, o tai viršija mėginių tankį, kuriame yra bet kokio reto žemės oksido Y2O3 arba CEO2.

LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 poveikis skatinant sukepinimą yra geresnis nei pridedant tik LA2O3, o atsparumas nusidėvėjimui akivaizdžiai pagerėja. Tai taip pat rodo, kad dviejų retų žemės oksidų maišymas nėra paprastas priedas, tačiau tarp jų yra sąveika, kuri yra naudingesnė aliuminio oksido keramikos sukepinimo ir efektyvumo gerinimui, tačiau principas dar reikia ištirti.

Be to, nustatyta, kad pridedant mišrių retų žemės metalų oksidų, nes sukepinimo AIDS gali pagerinti medžiagų migraciją, skatinti MGO keramikos sukepinimą ir pagerinti tankį. Tačiau kai mišraus metalo oksido kiekis yra didesnis nei 15%, santykinis tankis mažėja ir didėja atviras poringumas.

Antra, retųjų žemės oksidų įtaka keraminių dangų savybėms

Esami tyrimai rodo, kad retųjų žemės elementai gali patikslinti grūdų dydį, padidinti tankį, pagerinti mikrostruktūrą ir išvalyti sąsają. Tai vaidina unikalų vaidmenį gerinant keraminių dangų stiprumą, tvirtumą, kietumą, atsparumą dilimui ir atsparumui korozijai, o tai tam tikru mastu pagerina keraminių dangų našumą ir praplečia keraminių dangų taikymo diapazoną.

1

Keraminių dangų mechaninių savybių gerinimas retųjų žemės oksidų savybėmis

Retieji žemės oksidai gali žymiai pagerinti keraminių dangų kietumą, lenkimo stiprumą ir tempimo stiprumą. Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad dangos tempimo stiprumą galima efektyviai pagerinti naudojant Lao _ 2 kaip priedą Al2O3+3% Tio _ 2 medžiagoje, o tempimo jungties stiprumas gali pasiekti 27,36MPa, kai Lao _ 2 kiekis yra 6,0%. Pridedant CEO2, kai masės dalis yra 3,0% ir 6,0% į CR2O3 medžiagą, danga tempimo jungimo stipris yra nuo 18 ~ 25MPa, o tai yra didesnė nei pradinis 12 ~ 16MPa, tačiau, kai CEO2 yra 9,0%, tempimo jungčių stiprumas sumažėja iki 12 ~ 15MPA.

2

Retosios žemės keraminės dengimo šiluminio smūgio atsparumo pagerėjimas

Šiluminio smūgio atsparumo testas yra svarbus testas, kuris kokybiškai atspindi jungimo stiprumą tarp dangos ir substrato bei šiluminio išsiplėtimo koeficiento tarp dangos ir substrato suderinimo. Tai tiesiogiai atspindi dangos gebėjimą atsispirti lupimui, kai temperatūra keičiasi pakaitomis naudojimo metu, taip pat atspindi gebėjimą dangai atsispirti mechaniniam smūgio nuovargiui ir surišimo galimybėms su substratu iš šono. Todėl tai taip pat yra pagrindinis veiksnys, vertinantis keraminės dangos kokybę.

Tyrimas rodo, kad pridėjus 3,0%CEO2, gali sumažinti poringumą ir porų dydį dangoje ir sumažinti įtempių koncentraciją porų krašte, taip pagerinant CR2O3 dangos šiluminio smūgio atsparumą. Tačiau Al2O3 keraminės dangos poringumas sumažėjo, o dangos jungimosi stiprumas ir šiluminio smūgio nesėkmės tarnavimo laikas akivaizdžiai padidėjo pridėjus Lao2. Kai pridedamas LAO2 kiekis yra 6% (masės frakcija), geriausias dangos šiluminis smūgio atsparumas yra geriausias, o šiluminio smūgio gedimo tarnavimo laikas gali siekti 218 kartų, tuo tarpu šiluminio smūgio gedimo tarnavimo laikas be LAO2 yra tik 163 kartus.

3

Retieji žemės oksidai daro įtaką dangų atsparumui dilimui

Retųjų žemės oksidai, naudojami pagerinti keraminių dangų atsparumą dilimui, dažniausiai yra CEO2 ir LA2O3. Jų šešiakampė sluoksniuota struktūra gali parodyti gerą tepimo funkciją ir išlaikyti stabilias chemines savybes aukštoje temperatūroje, o tai gali efektyviai pagerinti atsparumą susidėvėjimui ir sumažinti trinties koeficientą.

Tyrimas rodo, kad dengimo trinties koeficientas su tinkamu CEO2 kiekiu2 yra mažas ir stabilus. Buvo pranešta, kad pridedant LA2O3 prie plazmoje purškiamų nikelio pagrindu pagamintų cermet dangų, akivaizdžiai gali sumažėti trinties susidėvėjimas ir dengimo trinties koeficientas, o trinties koeficientas yra stabilus ir mažai svyravimui. Apdengimo sluoksnio nusidėvėjimo paviršius be retos žemės rodo rimtą sukibimą ir trapų lūžių bei spygliuotąjį, tačiau danga, kurioje yra retos žemės, rodo silpną sukibimą ant susidėvėjusio paviršiaus, ir nėra jokių didelių ploto trapių spąstų požymių. Retos žemės luotos dangos mikrostruktūra yra tankesnė ir kompaktiškesnė, o poros sumažėja, o tai sumažina vidutinę trinties jėgą, kurią sukelia mikroskopinės dalelės, ir sumažina trintį, o d ir dėvėjimas dopingo retas žemė taip pat gali padidinti kristalinio lygio atstumą. Tai lemia sąveikos jėgą tarp dviejų kristalinių veidų ir sumažina kristalų plokštumos atstumą.

Santrauka:

Nors retos žemės oksidai padarė didelius pasiekimus, kai taikoma keraminės medžiagos ir dangos, o tai gali efektyviai pagerinti keraminių medžiagų ir dangų mikrostruktūrą ir mechanines savybes, vis dar yra daug nežinomų savybių, ypač mažinant trintį ir nusidėvėjimą. Kaip padaryti stiprumą ir atsparumą atsparumui atsparumui medžiagoms, susijusios su jų tepimosi savybėmis.

Tel: +86-21-20970332El. Paštas：info@shxlchem.com