Kakšen je vpliv redkih zemeljskih oksidov v keramičnih prevlekah?

Keramika, kovinski materiali in polimerni materiali so navedeni kot trije glavni trdni materiali. Keramika ima veliko odličnih lastnosti, kot so visoka temperaturna odpornost, korozijska odpornost, odpornost na obrabo itd. Keramična prevleka lahko spremeni videz, strukturo in delovanje zunanje površine substrata, kompozita za prevleko substrata je naklonjena svoji novi zmogljivosti. Organsko lahko združuje prvotne značilnosti substrata z značilnostmi visoke temperaturne odpornosti, visoko obrabno odpornostjo in visoko korozijsko odpornostjo keramičnih materialov ter daje popolno predvajanje celovite prednosti obeh vrst materialov, tako da se pogosto uporablja v vesoljski, letalski, nacionalni obrambi, kemični industriji in drugih industrijah.

Redko zemljo se imenuje "zakladnica" novih materialov zaradi svoje edinstvene 4F elektronske strukture in fizikalnih in kemijskih lastnosti. Vendar se čiste redke zemeljske kovine redko uporabljajo neposredno v raziskavah, večinoma pa se uporabljajo redke zemeljske spojine. Najpogostejše spojine so CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES in redki zemeljski ferosilicon. Te redke zemeljske spojine lahko izboljšajo strukturo in lastnosti keramičnih materialov in keramičnih prevlek.

I Uporaba redkih zemeljskih oksidov v keramičnih materialih

Če dodate redke zemeljske elemente kot stabilizatorje in sintranje, lahko različni keramiki zmanjšajo temperaturo sintranja, izboljšajo moč in žilavost nekatere strukturne keramike in s tem zmanjšajo proizvodne stroške. Hkrati igrajo tudi redki zemeljski elementi tudi zelo pomembno vlogo pri polprevodniških senzorjih plina, mikrovalovnih medijih, piezoelektrični keramiki in drugi funkcionalni keramiki. Raziskava je pokazala, da je dodajanje dveh ali več redkih zemeljskih oksidov v keramiko aluminine boljše kot dodajanje enega samega redkega zemeljskega oksida v keramiko glinice. Po preskusu optimizacije ima Y2O3+CEO2 najboljši učinek. Ko dodamo 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 pri 1490 ℃, lahko relativna gostota sintranih vzorcev doseže 96,2%, kar presega gostoto vzorcev s katerim koli redkim zemeljskim oksidom Y2O3 ali CEO2.

Učinek LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 pri spodbujanju sintranja je boljši kot pri dodajanju samo LA2O3, odpornost proti obrabi pa je očitno izboljšana. Pokaže tudi, da mešanje dveh redkih zemeljskih oksidov ni preprost dodatek, vendar obstaja interakcija med njimi, kar je bolj koristno za sintranje in izboljšanje zmogljivosti keramike glinice, vendar je načelo še treba preučiti.

Poleg tega je ugotovljeno, da lahko dodajanje mešanih redkih kovinskih oksidov kot sintranja izboljšajo migracijo materialov, spodbujajo sintranje keramike MGO in izboljšajo gostoto. Ko pa je vsebnost mešanega kovinskega oksida več kot 15%, se relativna gostota zmanjša in odprta poroznost se poveča.

Drugič, vpliv redkih zemeljskih oksidov na lastnosti keramičnih premazov

Obstoječe raziskave kažejo, da lahko redki zemeljski elementi izboljšajo velikost zrna, povečajo gostoto, izboljšajo mikrostrukturo in očistijo vmesnik. Ima edinstveno vlogo pri izboljšanju moči, žilavosti, trdote, odpornosti proti obrabi in korozijske odpornosti keramičnih premazov, kar izboljša delovanje keramičnih premazov do določene mere in širi obseg nanosa keramičnih premazov.

1

Izboljšanje mehanskih lastnosti keramičnih premazov z redkimi zemeljskimi oksidi

Redki zemeljski oksidi lahko znatno izboljšajo trdoto, upogibanje moči in natezne vezave moči keramičnih premazov. Eksperimentalni rezultati kažejo, da je natezna trdnost prevleke mogoče učinkovito izboljšati z uporabo lao _ 2 kot aditiva v materialu AL2O3+3% TiO _ 2, trdnost natezne vezi pa lahko doseže 27,36MPA, kadar je količina Lao _ 2 6,0%. Če dodate CEO2 z masno frakcijo 3,0% in 6,0% v material CR2O3, je natezna trdnost prevleke med 18 ~ 25MPA, kar je večje od prvotnih 12 ~ 16MPA, kadar je vsebnost CEO2 9,0%, se trdnost natezne vezi zmanjša na 12 ~ 15mpa.

2

Izboljšanje odpornosti na toplotno šok keramične prevleke z redko zemljo

Test toplotnega udarca je pomemben test, da kvalitativno odraža trdnost vezi med prevleko in substratom ter ujemanje koeficienta toplotne ekspanzije med prevleko in substratom. Neposredno odraža sposobnost prevleke, da se upira luščenju, ko se temperatura med uporabo izmenično spreminja, in odraža tudi sposobnost prevleke, da se upira mehanskemu udarcu in vezanju s substratom s strani. Zato je tudi ključni dejavnik presoja kakovosti keramične prevleke.

Raziskave kažejo, da lahko dodajanje 3,0%CEO2 zmanjša poroznost in velikost por v prevleki ter zmanjša koncentracijo napetosti na robu pore, s čimer se izboljša odpornost na toplotni šok CR2O3. Vendar se je poroznost aL2O3 keramičnega premaza zmanjšala, moč vezave in odpoved toplotnega udarca pa se je po dodajanju LAO2 očitno povečala. Kadar je dodatna količina LAO2 6% (masna frakcija), je odpornost toplotnega udarca na premazu najboljša, življenjska doba toplotnega udarca pa lahko doseže 218 -krat, medtem ko je življenjska odpoved toplotnega šoka prevleke brez Lao2 le 163 -krat.

3

Redki zemeljski oksidi vplivajo na odpornost na prevleko

Redki zemeljski oksidi, ki se uporabljajo za izboljšanje odpornosti proti keramičnim premazom, sta večinoma CEO2 in LA2O3. Njihova šesterokotna večplastna struktura lahko kaže dobro delovanje mazanja in vzdržuje stabilne kemijske lastnosti pri visoki temperaturi, kar lahko učinkovito izboljša odpornost na obrabo in zmanjša koeficient trenja.

Raziskava kaže, da je koeficient trenja prevleke z ustrezno količino CEO2 majhen in stabilen. Poročalo se je, da lahko dodajanje LA2O3 v plazemsko razpršeno nikelj na osnovi nikljevega premaza očitno zmanjša koeficient obrabe trenja in trenja, koeficient trenja pa je stabilen z malo nihanja. Običajna površina plasti obloge brez redke zemlje kaže na resno oprijem in krhki zlom in drsanje, vendar prevleka, ki vsebuje redko Zemljo, kaže šibko oprijem na obrabljeni površini in ni znakov krhkega razbijanja velikega območja. Mikrostruktura redkega zemeljskega premaza je gostejša in bolj kompaktna, pore pa se zmanjšajo, kar zmanjšuje povprečno silo trenja, ki jo prenašajo mikroskopski delci in zmanjša trenje in obrabi doping Red Zemlja, lahko tudi poveča razdaljo kristalne ravnine Cermetov.

Povzetek:

Čeprav so redki zemeljski oksidi dosegli velike dosežke pri uporabi keramičnih materialov in premazov, ki lahko učinkovito izboljšajo mikrostrukturo in mehanske lastnosti keramičnih materialov in premazov, je še vedno veliko neznanih lastnosti, zlasti pri zmanjšanju trenja in obrabe. Kako moč in nošenje materialov, ki sodelujejo s poljem, ki sodeluje s svojim podrejenim lastnostim.

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