Mikä on harvinaisten maametallioksidien vaikutus keraamisissa pinnoitteissa?

Keramiikka, metallimateriaalit ja polymeerimateriaalit on lueteltu kolmeksi suurimmaksi kiinteälle materiaaliksi. Keraamisella on monia erinomaisia ​​ominaisuuksia, kuten korkean lämpötilankestävyys, korroosionkestävyys, kulutuskestävyys jne., Koska keraamisen atomi-sidosmuoto on ioninen sidos, kovalenttinen sidos tai sekoitettu ioni-kovalenttinen sidos, jolla on korkea sidosenergia. Keraaminen pinnoite voi muuttaa substraatin ulkopinnan ulkonäköä, rakennetta ja suorituskykyä, pinnoitus-substraattikomposiitti on suosittu uudelle suorituskyvylle. Se voi orgaanisesti yhdistää substraatin alkuperäiset ominaisuudet korkean lämpötilan vastustuskyvyn, korkean kulutuskestävyyden ja keraamisten materiaalien korkean korroosionkestävyyden ominaisuuksiin ja antaa täyden pelin kahden tyyppisten materiaalien kattaville eduksille, joten sitä käytetään laajasti ilmailu-, ilmailu-, kansallisessa puolustuksessa, kemianteollisuudessa ja muissa teollisuudessa.

Harvinaisesta maametallista kutsutaan uusien materiaalien "aarretaloksi" sen ainutlaatuisen 4F -elektronisen rakenteen ja fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien vuoksi. Puhtaita harvinaisia ​​maametalleja käytetään kuitenkin harvoin suoraan tutkimuksessa, ja harvinaisia ​​maametallikomeerejä käytetään enimmäkseen. Yleisimmät yhdisteet ovat CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES ja harvinainen maametallikalvo. Nämä harvinaisten maametallien yhdisteet voivat parantaa keraamisten materiaalien ja keraamisten pinnoitteiden rakennetta ja ominaisuuksia.

Isojen harvinaisten maametallioksidien levitys keraamisissa materiaaleissa

Harvinaisten maametallien elementtien lisääminen stabilisaattoreiksi ja sintraushäiriöihin eri keramiikkaan voi vähentää sintrauslämpötilaa, parantaa joidenkin rakennekeramiikan voimakkuutta ja sitkeyttä ja vähentää siten tuotantokustannuksia. Samanaikaisesti harvinaisten maametallien elementeillä on myös erittäin tärkeä rooli puolijohdekaasuantureissa, mikroaaltoväliaineissa, pietsosähköisissä keramiikassa ja muissa toiminnallisissa keramiikoissa. Tutkimuksessa havaittiin, että kahden tai useamman harvinaisen maametallioksidin lisääminen alumiinioksidikeramiikkaan on parempi kuin yhden harvinaisen maametallioksidin lisääminen alumiinioksidikeramiikkaan. Optimointikokeen jälkeen Y2O3+: n toimitusjohtajalla on paras vaikutus. Kun 0,2%Y2O3+0,2%CEO2: ta lisätään arvoon 1490 ℃, sintrattujen näytteiden suhteellinen tiheys voi saavuttaa 96,2%, mikä ylittää näytteiden tiheyden minkä tahansa harvinaisen maametallioksidin Y2O3 tai pelkästään CEO2: n kanssa.

LA2O3+Y2O3: n, SM2O3+LA2O3: n vaikutus sintrauksen edistämisessä on parempi kuin vain LA2O3: n lisääminen, ja kulumiskestävyys on selvästi parantunut. Se osoittaa myös, että kahden harvinaisen maapallon oksidin sekoittaminen ei ole yksinkertainen lisäys, mutta niiden välillä on vuorovaikutus, mikä on hyödyllisempi alumiinioksidikeramiikan sintraamiselle ja suorituskyvyn parantamiselle, mutta periaatetta on vielä tutkittava.

Lisäksi havaitaan, että sidottujen harvinaisten maametallioksidien lisääminen sintrausaineena voi parantaa materiaalien kulkeutumista, edistää MGO -keramiikan sintraamista ja parantaa tiheyttä. Kuitenkin, kun sekoitetun metallioksidin pitoisuus on yli 15%, suhteellinen tiheys laskee ja avoin huokoisuus kasvaa.

Toiseksi harvinaisten maametallioksidien vaikutus keraamisten pinnoitteiden ominaisuuksiin

Nykyinen tutkimus osoittaa, että harvinaisten maametallien elementit voivat tarkentaa viljan kokoa, lisätä tiheyttä, parantaa mikrorakennetta ja puhdistaa rajapinnan. Sillä on ainutlaatuinen rooli keraamisten pinnoitteiden voimakkuuden, sitkeyden, kovuuden, kulutuskestävyyden ja korroosionkestävyyden parantamisessa, mikä parantaa keraamisten pinnoitteiden suorituskykyä ja laajentaa keraamisten pinnoitteiden levitysaluetta.

1

Harvinaisten maametallioksidien keraamisten pinnoitteiden mekaanisten ominaisuuksien parantaminen

Harvinaiset maametallioksidit voivat parantaa merkittävästi kovuutta, taivutuslujuutta ja keraamisten pinnoitteiden vetolujuutta. Kokeelliset tulokset osoittavat, että päällysteen vetolujuutta voidaan parantaa tehokkaasti käyttämällä LAO _ 2: n lisäaineena al2O3+3% TiO _ 2 -materiaalissa ja vetolujuuden lujuus voi saavuttaa 27,36MPA, kun Lao _ 2: n määrä on 6,0%. Pinnoitteen vetolujuuden sitoutumislujuus on lisäämällä CR2O3 -materiaaliin 3,0% ja 6,0% CR2O3 -materiaaliin, joka on välillä 18 ~ 25MPA, mikä on suurempi kuin alkuperäinen 12 ~ 16MPA, kun CEO2: n sisältö on 9,0%, vetolujuuden lujuus laskee kuitenkin 12 ~ 15MPA.

2

Keraamisen pinnoitteen lämmönshokinkestävyyden parantaminen harvinaisten maametallien avulla

Lämpöskinkestävyyden testi on tärkeä testi pinnoitteen ja substraatin sidoslujuuden heijastamiseksi laadullisesti ja lämmönlaajennuskertoimen sovittamista pinnoitteen ja substraatin välillä. Se heijastaa suoraan pinnoitteen kykyä vastustaa kuorintaa, kun lämpötila muuttuu vuorotellen käytön aikana, ja heijastaa myös pinnoitteen kykyä vastustaa mekaanista sokin väsymystä ja sitoutumiskykyä substraatin kanssa sivulta. Siksi se on myös avaintekijä keraamisen pinnoitteen laadun arvioimiseksi.

Tutkimus osoittaa, että 3,0%: n toimitusjohtajan lisääminen voi vähentää pinnoitteen huokoisuutta ja huokoskokoa ja vähentää stressipitoisuutta huokosten reunalla parantaen siten CR2O3 -pinnoitteen lämpö iskunkestävyyttä. AL2O3 -keraamisen pinnoitteen huokoisuus kuitenkin laski, ja pinnoitteen sitoutumislujuus ja lämpöhäiriöiden epäonnistuminen lisääntyi selvästi LAO2: n lisäämisen jälkeen. Kun LAO2: n lisäysmäärä on 6% (massafraktio), päällysteen lämpöhunkestävyys on paras ja lämpöhimon vikaantumisaika voi saavuttaa 218 kertaa, kun taas pinnoitteen lämpöhäiriöiden elämä ilman Lao2: ta on vain 163 kertaa.

3

Harvinaiset maametallioksidit vaikuttavat pinnoitteiden kulutuskestävyyteen

Keraamisten pinnoitteiden kulumiskestävyyden parantamiseen käytetyt harvinaiset maametallioksidit ovat enimmäkseen CEO2 ja LA2O3. Heidän kuusikulmainen kerrosrakenne voi osoittaa hyvää voitelun toimintaa ja ylläpitää stabiileja kemiallisia ominaisuuksia korkeassa lämpötilassa, mikä voi tehokkaasti parantaa kulumiskestävyyttä ja vähentää kitkakerrointa.

Tutkimus osoittaa, että pinnoitteen kitkakerroin oikealla toimitusjohtajalla on pieni ja vakaa. On todettu, että LA2O3: n lisääminen plasmaan ruiskutettuun nikkelipohjaiseen pinnoitteeseen voi ilmeisesti vähentää kitkan kulumista ja kitkakerrointa pinnoitteen, ja kitkakerroin on vakaa pienellä heilahtelulla. Verhouskerroksen kulumispinnalla ilman harvinaista maata osoittaa vakavaa tarttuvuutta ja haurasta murtumista ja spallia, mutta harvinaisella maametallissa sisältävällä päällysteellä on heikko tarttuvuus kuluneen pinnan päällä, eikä suuren alueen haurasta spallingista ole merkkejä. Harvinaisten maapallon seostetun päällysteen mikrorakenne on tiheämpi ja kompakti, ja huokoset vähenevät, mikä vähentää mikroskooppisten hiukkasten keskimääräistä kitkavoimaa ja vähentää kitkaa ja kulumista harvinaisten maametallien kitetasojen etäisyyttä, se johtaa vuorovaikutusvoiman muutokseen kahden kidekasvan välillä ja vähentää kiteyttä.

Yhteenveto:

Vaikka harvinaisten maapallon oksidit ovat saavuttaneet suuria saavutuksia keraamisten materiaalien ja pinnoitteiden levittämisessä, jotka voivat tehokkaasti parantaa keraamisten materiaalien ja pinnoitteiden mikrorakenteita ja mekaanisia ominaisuuksia, on edelleen monia tuntemattomia ominaisuuksia, etenkin kitkan ja kulumisen vähentämisessä. Kuinka tehdä materiaalien vahvuus ja kulumisvastus niiden voiteluaineiden kanssa on tullut tärkeä keskustelu kentällä.

Puh: +86-21-20970332Sähköposti：info@shxlchem.com