Kāda ir retzemju oksīdu ietekme keramikas pārklājumos?

Keramika, metāla materiāli un polimēru materiāli ir uzskaitīti kā trīs galvenie cietie materiāli. Keramikai ir daudz lielisku īpašību, piemēram, izturība pret augstu temperatūru, izturība pret koroziju, nodiluma pretestība utt., Jo keramikas atomu savienošanas režīms ir jonu saite, kovalentā saite vai jaukta jonu-kodolentā saite ar augstu saites enerģiju. Keramikas pārklājums var mainīt substrāta ārējās virsmas izskatu, struktūru un veiktspēju, tā jaunajai veiktspējai ir priekšroka pārklājuma-substrāta kompozītam. Tas var organiski apvienot substrāta sākotnējās īpašības ar augstas temperatūras izturības raksturlielumiem, keramikas materiālu izturību ar augstu nodilumu un augstu korozijas izturību, kā arī dot pilnīgu spēli divu veidu materiālu visaptverošajām priekšrocībām, tāpēc to plaši izmanto aviācijas, aviācijas, nacionālās aizsardzības, ķīmiskās rūpniecības un citās nozarēs.

Retu zemi sauc par jaunu materiālu “dārgumu namu”, jo tai ir unikālās 4F elektroniskās struktūras un fizikālās un ķīmiskās īpašības. Tomēr tīras retzemju metālus reti izmanto tieši pētniecībā, un galvenokārt tiek izmantoti retzemju savienojumi. Visizplatītākie savienojumi ir CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES un retzemju ferosilicon. Šie retzemju savienojumi var uzlabot keramikas materiālu un keramikas pārklājumu struktūru un īpašības.

I retzemju oksīdu pielietojums keramikas materiālos

Retu zemes elementu pievienošana kā stabilizatori un saķepināšanas palīglīdzekļi dažādām keramikai var samazināt saķepināšanas temperatūru, uzlabot dažu strukturālās keramikas izturību un izturību un tādējādi samazināt ražošanas izmaksas. Tajā pašā laikā retzemju elementiem ir arī ļoti svarīga loma pusvadītāju gāzes sensoros, mikroviļņu barotnēs, pjezoelektriskajā keramikā un citā funkcionālajā keramikā. Pētījumā atklājās, ka, pievienojot alumīnija oksīda keramikai divus vai vairākus retzemju oksīdus, ir labāks nekā vienas retzemju oksīda pievienošana alumīnija oksīda keramikai. Pēc optimizācijas testa Y2O3+CEO2 ir vislabākais efekts. Ja 1490 ℃ pievieno 0,2%y2O3+0,2%CEO2, saķepināto paraugu relatīvais blīvums var sasniegt 96,2%, kas pārsniedz paraugu blīvumu ar jebkuru retzemju oksīdu Y2O3 vai izpilddirektoru vien.

La2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 sekas saķepināšanas veicināšanai ir labāka nekā tikai La2O3 pievienošanai, un acīmredzami uzlabojas nodiluma pretestība. Tas arī parāda, ka divu retzemju oksīdu sajaukšana nav vienkāršs papildinājums, bet starp tiem ir mijiedarbība, kas ir labvēlīgāka alumīnija oksīda keramikas saķepināšanas un veiktspējas uzlabošanai, taču princips joprojām ir jāizpēta.

Turklāt tiek atklāts, ka jauktu retzemju metāla oksīdu kā saķepināšanas AIDS pievienošana var uzlabot materiālu migrāciju, veicināt MGO keramikas saķepināšanu un uzlabot blīvumu. Tomēr, ja jaukta metāla oksīda saturs ir vairāk nekā 15%, relatīvais blīvums samazinās un palielinās atvērtā porainība.

Otrkārt, retzemju oksīdu ietekme uz keramikas pārklājumu īpašībām

Esošie pētījumi rāda, ka retzemju elementi var uzlabot graudu lielumu, palielināt blīvumu, uzlabot mikrostruktūru un attīrīt saskarni. Tam ir unikāla loma keramikas pārklājumu izturības, izturības, cietības, nodiluma izturības un korozijas izturības uzlabošanā, kas zināmā mērā uzlabo keramikas pārklājumu veiktspēju un paplašina keramikas pārklājumu pielietojuma diapazonu.

1

Keramikas pārklājumu mehānisko īpašību uzlabošana ar retzemju oksīdiem

Retzemju oksīdi var ievērojami uzlabot keramikas pārklājumu cietību, liekšanas izturību un stiepes saistīšanas izturību. Eksperimentālie rezultāti rāda, ka pārklājuma stiepes izturību var efektīvi uzlabot, izmantojot Lao _ 2 kā piedevu AL2O3+3% TIO _ 2 materiālā, un stiepes saites stiprums var sasniegt 27,36MPa, kad Lao _ 2 daudzums ir 6,0%. Pievienojot CEO2 ar masas daļu 3,0% un 6,0% CR2O3 materiālā, pārklājuma stiepes savienošanas stiprums ir no 18 ~ 25MPa, kas ir lielāks par sākotnējo 12 ~ 16MPa, tomēr, ja CEO2 saturs ir 9,0%, stiepes saites stiprums samazinās līdz 12 ~ 15MPA.

2

Keramikas pārklājuma termiskā trieciena izturība ar retu zemi

Termiskās trieciena pretestības tests ir svarīgs tests, lai kvalitatīvi atspoguļotu savienojuma stiprību starp pārklājumu un substrātu un termiskās izplešanās koeficienta saskaņošanu starp pārklājumu un substrātu. Tas tieši atspoguļo pārklājuma spēju pretoties lobīšanai, kad temperatūra mainās pārmaiņus lietošanas laikā, kā arī atspoguļo pārklājuma spēju pretoties mehāniskā trieciena nogurumam un savienošanas spējām ar substrātu no sāniem. Tāpēc tas ir arī galvenais faktors, lai spriestu par keramikas pārklājuma kvalitāti.

Pētījums rāda, ka 3,0%izpilddirektora pievienošana var samazināt porainības un poru lielumu pārklājumā un samazināt stresa koncentrāciju poru malā, tādējādi uzlabojot CR2O3 pārklājuma termisko šoka izturību. Tomēr AL2O3 keramikas pārklājuma porainība samazinājās, un pārklājuma savienojuma stiprums un termiskā šoka atteices darbības laiks acīmredzami palielinājās pēc Lao2 pievienošanas. Ja Lao2 pievienošanas daudzums ir 6% (masas frakcija), vislabākā ir pārklājuma termiskā trieciena pretestība, un termiskā trieciena atteices laiks var sasniegt 218 reizes, savukārt pārklājuma termiskā trieciena atteices darbības laiks bez Lao2 ir tikai 163 reizes.

3

Retzemju oksīdi ietekmē pārklājumu nodiluma izturību

Retzemju oksīdi, ko izmanto keramikas pārklājumu nodiluma izturībai, galvenokārt ir izpilddirektors2 un LA2O3. Viņu sešstūra slāņainā struktūra var parādīt labu eļļošanas funkciju un uzturēt stabilas ķīmiskas īpašības augstā temperatūrā, kas var efektīvi uzlabot nodiluma izturību un samazināt berzes koeficientu.

Pētījums rāda, ka pārklājuma berzes koeficients ar pienācīgu izpilddirektora līmeni ir mazs un stabils. Ir ziņots, ka LA2O3 pievienošana plazmā izsmidzinātam ar niķelē balstītu Cermet pārklājumu acīmredzami var samazināt pārklājuma berzes un berzes koeficientu, un berzes koeficients ir stabils ar nelielu svārstību. Apšuvuma slāņa nodiluma virsma bez retzemju uzrāda nopietnu saķeri un trauslu lūzumu un izšļakstīšanos, tomēr pārklājumam, kas satur retu zemi, uz nēsātās virsmas uzrāda vāju saķeri, un nav daudz lielas zarnu trauslas plašu pazīmju. Retu zemes leģēta pārklājuma mikrostruktūra ir blīvāka un kompakta, un poras tiek samazinātas, kas samazina vidējo berzes spēku, ko nes mikroskopiskas daļiņas un samazina berzi un valkā retu zemi, var palielināt arī kristāla plaknes attālumu no cermetiem, tas izraisa koeficientu.

Kopsavilkums:

Lai arī retzemju oksīdi ir guvuši lielus sasniegumus keramikas materiālu un pārklājumu lietošanā, kas var efektīvi uzlabot keramikas materiālu un pārklājumu mikrostruktūru un mehāniskās īpašības, joprojām ir daudz nezināmu īpašību, īpaši samazinot berzi un valkājot. Kā padarīt spēku un valkāt pretestību materiāliem, kas sadarbojas ar triboloģiju.

Tālr.: +86-21-20970332E -pasts：info@shxlchem.com