Keramiki örtüklerde seýrek ýer oksidleriniň täsiri nähili?

Keramika, metal materiallar we polimer materiallary üç esasy gaty material hökmünde görkezilýär. Keramika ýokary temperatura garşylygy, poslama garşylyk, könelişme garşylygy we ş.m. ýaly köp ajaýyp häsiýetlere eýedir, sebäbi keramikanyň atom baglanyşygy tertibi ion baglanyşygy, kowalent baglanyşyk ýa-da ýokary baglanyşyk energiýasy bilen garylan ion-kowalent baglanyşykdyr. Keramiki örtük substratyň daşky görnüşini, gurluşyny we işleýşini üýtgedip biler, täze öndürijiligi üçin örtük-substrat birleşmesi makullanýar. Substratyň asyl aýratynlyklaryny ýokary temperatura garşylygy, ýokary aşaga garşylygy we keramiki materiallaryň ýokary poslama garşylygy bilen organiki taýdan birleşdirip biler we iki görnüşli materialyň giňişleýin artykmaçlyklaryny doly oýnap biler, şonuň üçin howa giňişliginde giňden ulanylýar. , awiasiýa, milli goranmak, himiýa senagaty we beýleki pudaklar.

Seýrek toprak, özboluşly 4f elektron gurluşy we fiziki we himiki aýratynlyklary sebäpli täze materiallaryň “hazyna öýi” diýilýär. Şeýle-de bolsa, arassa seýrek toprak metallary gözlegde seýrek ulanylýar we seýrek toprak birleşmeleri köplenç ulanylýar. Iň ýaýran birleşmeler CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS we seýrek toprak ferrosilikonydyr. Bu seýrek toprak birleşmeleri keramiki materiallaryň we keramiki örtükleriň gurluşyny we häsiýetlerini gowulaşdyryp biler.

Keramiki materiallarda seýrek ýer oksidlerini ulanýaryn

Durnuklaýjy hökmünde seýrek toprak elementlerini goşmak we dürli keramikalara AIDS-i siňdirmek, süzgüç temperaturasyny peseldip biler, käbir gurluş keramikasynyň berkligini we berkligini ýokarlandyryp biler we şeýlelik bilen önümçilik çykdajylaryny azaldyp biler. Şol bir wagtyň özünde seýrek ýer elementleri ýarymgeçiriji gaz datçiklerinde, mikrotolkun metbugatynda, piezoelektrik keramikasynda we beýleki işleýän keramikada-da möhüm rol oýnaýar. Gözleg, alýumin keramikasyna iki ýa-da has seýrek toprak oksidini goşmak, alýumin keramikasyna ýekeje seýrek toprak oksidini goşmakdan has gowudygyny ýüze çykardy. Optimizasiýa synagyndan soň, Y2O3 + CeO2 iň gowy täsir edýär. 1490 at-da 0,2% Y2O3 + 0.2% CeO2 goşulanda, süzülen nusgalaryň otnositel dykyzlygy 96,2% -e ýetip biler, bu diňe seýrek toprak oksidi Y2O3 ýa-da CeO2 bilen nusgalaryň dykyzlygyndan ýokarydyr.

La2O3 + Y2O3, Sm2O3 + La2O3-iň sinterlemegi öňe sürmekdäki täsiri diňe La2O3 goşmakdan has gowudyr we könelişme garşylygy gowulaşdy. Şeýle hem, iki seýrek toprak oksidiniň garyşmagynyň ýönekeý bir goşundy däldigini, ýöne olaryň arasynda özara täsiriň bardygyny görkezýär, bu alýumin keramikasynyň sintezlenmegi we öndürijiligini gowulaşdyrmak üçin has peýdaly, ýöne ýörelge öwrenilmeli.

Mundan başga-da, garyşyk seýrek toprak metal oksidleriniň AIDS-e siňdiriji hökmünde goşulmagy materiallaryň göçmegini gowulaşdyryp, MgO keramikasynyň sintezini ýokarlandyryp we dykyzlygyny ýokarlandyryp biljekdigi ýüze çykaryldy. Şeýle-de bolsa, garyşyk metal oksidiniň düzümi 15% -den ýokary bolanda, otnositel dykyzlyk azalýar we açyk gözenek ýokarlanýar.

Ikinjiden, seýrek toprak oksidleriniň keramiki örtükleriň häsiýetlerine täsiri

Bar bolan gözlegler, seýrek ýer elementleriniň däne ululygyny arassalap, dykyzlygyny ýokarlandyryp, mikrostrukturany gowulaşdyryp we interfeýsi arassalap biljekdigini görkezýär. Keramiki örtükleriň işleýşini belli bir derejede gowulandyrýan we keramiki örtükleriň ulanylyş gerimini giňeldýän keramiki örtükleriň berkligini, berkligini, gatylygyny, könelmegine we poslama garşylygyny ýokarlandyrmakda özboluşly rol oýnaýar.

1

Keramiki örtükleriň seýrek toprak oksidleri bilen mehaniki aýratynlyklaryny gowulandyrmak

Seýrek ýer oksidleri keramiki örtükleriň berkligini, egilmek güýjüni we dartyş baglanyşygyny ep-esli ýokarlandyryp biler. Synag netijeleri, örtügiň dartyş güýjüniň La2 _ 2-ni Al2O3 + 3% TiO _ 2 materialyna goşundy hökmünde ulanyp, Laos _ 2-iň mukdary 6.0 bolanda 27.36MPa ýetip biljekdigini görkezýär. %. Cr2O3 materialyna köpçülik bölegi 3.0% we 6.0% bolan CeO2 goşmak bilen, örtügiň dartyş güýji 18 ~ 25MPa aralygyndadyr, bu asyl 12 ~ 16MPa-dan ulydyr, ýöne CeO2-iň düzümi 9.0% bolanda, dartylýar baglanyşyk güýji 12 ~ 15MPa çenli azalýar.

2

Seýrek toprak bilen keramiki örtügiň termiki zarba garşylygyny gowulandyrmak

Malylylyk zarbasyna garşylyk synagy, örtük bilen substratyň arasyndaky baglanyşyk güýjüni we örtük bilen substratyň arasyndaky ýylylyk giňelme koeffisiýentini deňeşdirmek üçin möhüm synagdyr. Ulanylanda temperatura üýtgäp dursa, örtügiň gabygyna garşy durmak ukybyny gönüden-göni şöhlelendirýär, şeýle hem mehaniki zarba ýadawlygyna garşy durmak ukybyny we gapdaldan substrat bilen baglanyşyk ukybyny görkezýär. Şonuň üçin bu hem höküm çykarmak üçin esasy faktordyr keramiki örtügiň hili.

Gözleg, 3.0% CeO2 goşulmagynyň örtükdäki gözenek we gözenegiň ululygyny azaldyp biljekdigini we gözenekleriň gyrasyndaky stres konsentrasiýasyny azaldyp biljekdigini, şeýlelik bilen Cr2O3 örtüginiň termiki zarba garşylygyny ýokarlandyryp biljekdigini görkezýär. Şeýle-de bolsa, Al2O3 keramiki örtüginiň gözenekliligi peseldi we örtügiň baglanyşyk güýji we ýylylyk zarbasynyň ömri LaO2 goşulandan soň aç-açan ýokarlandy. LaO2-iň goşmaça mukdary 6% (köpçülik bölegi) bolanda, örtügiň termiki zarba garşylygy iň gowusydyr we ýylylyk zarbasynyň ömri 218 esse ýetip biler, LaO2 bolmasa örtügiň ýylylyk zarbasynyň ömri bary-ýogy 163 gezek.

3

Seýrek ýer oksidleri örtükleriň könelmegine täsir edýär

Keramiki örtükleriň könelmegine garşylygy ýokarlandyrmak üçin ulanylýan seýrek toprak oksidleri esasan CeO2 we La2O3. Olaryň altyburçly gatlakly gurluşy gowy ýaglamak funksiýasyny görkezip biler we ýokary temperaturada durnukly himiki häsiýetleri saklap biler, bu könelişe garşylygy gowulaşdyryp we sürtülme koeffisiýentini azaldyp biler.

Gözleg, degişli mukdarda CeO2 bilen örtügiň sürtülme koeffisiýentiniň kiçi we durnuklydygyny görkezýär. Plazma sepilen nikel esasly kermet örtügine La2O3 goşmak, sürtülme könelmegini we örtügiň sürtülme koeffisiýentini peseldip biljekdigi we sürtülme koeffisiýentiniň az üýtgäp durmagy bilen durnuklydygy habar berildi. Seýrek topraksyz örtük gatlagynyň könelen ýüzi çynlakaý ýelmeşmegi we döwük döwülmegi we döwülmegi görkezýär, Şeýle-de bolsa, seýrek topragy öz içine alýan örtük könelen ýüzüň gowşak ýapyşmagyny görkezýär we uly meýdanyň döwülmeginiň alamaty ýok. Seýrek toprak bilen örtülen örtügiň mikrostrukturasy has dykyz we has ykjam, gözenekler azalýar, bu mikroskopik bölejikler tarapyndan göterilýän ortaça sürtülme güýjüni azaldýar we sürtülmäni azaldýar we seýrek topragy doping etmek hem kermetleriň kristal tekizlik aralygyny artdyryp biler. iki kristal ýüzüň arasyndaky täsir güýjüniň üýtgemegine we sürtülme koeffisiýentini peseltmäge.

Gysgaça mazmun:

Seýrek toprak oksidleri keramiki materiallaryň we örtükleriň mikrostrukturasyny we mehaniki aýratynlyklaryny netijeli gowulandyryp bilýän keramiki materiallary we örtükleri ulanmakda uly üstünlikler gazanan hem bolsa, esasanam sürtülmäni we könelmegi azaltmakda näbelli häsiýetler bar. materiallaryň berkligi we könelmegi, ýaglaýyş aýratynlyklary bilen hyzmatdaşlyk edýär, tribologiýa pudagynda ara alnyp maslahatlaşylmaly möhüm ugra öwrüldi.

Telefon: + 86-21-20970332E-poçta iberiň：info@shxlchem.com