Hva er påvirkningen av sjeldne jordoksider i keramiske belegg?

Keramikk, metallmaterialer og polymermaterialer er listet opp som de tre viktigste faste materialene. Keramikk har mange utmerkede egenskaper, for eksempel høye temperaturmotstand, korrosjonsbestandighet, slitestyrke, etc., fordi atombindingsmodus for keramikk er ionisk binding, kovalent binding eller blandet ion-kovalent binding med høy bindingsenergi. Keramisk belegg kan endre utseendet, strukturen og ytelsen til den ytre overflaten av underlaget, og belegg-substrat kompositt er foretrukket for sin nye ytelse. Det kan organisk kombinere de opprinnelige egenskapene til underlaget med egenskapene til høy temperaturmotstand, høy slitestyrke og høy korrosjonsmotstand av keramiske materialer, og gi full spill til de omfattende fordelene med de to typene materialer, så det brukes mye i romfart, luftfart, nasjonalt forsvar, kjemisk industri og andre bransjer.

Sjelden jord kalles "skattehuset" av nye materialer, på grunn av sin unike 4F elektroniske struktur og fysiske og kjemiske egenskaper. Imidlertid brukes ren sjeldne jordmetaller sjelden direkte i forskning, og sjeldne jordforbindelser brukes stort sett. De vanligste forbindelsene er CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES og sjeldne jordferrosilicon. Disse sjeldne jordforbindelsene kan forbedre strukturen og egenskapene til keramiske materialer og keramiske belegg.

Jeg påføring av sjeldne jordoksider i keramiske materialer

Å legge til sjeldne jordelementer som stabilisatorer og sintringshjelpemidler til forskjellig keramikk kan redusere sintringstemperaturen, forbedre styrken og seigheten til noe strukturell keramikk og dermed redusere produksjonskostnadene. Samtidig spiller sjeldne jordelementer også en veldig viktig rolle i halvledergasssensorer, mikrobølgeovnedia, piezoelektrisk keramikk og annen funksjonell keramikk. Forskningen fant at å legge to eller flere sjeldne jordoksider til aluminiumoksyd keramikk sammen er bedre enn å legge til et enkelt sjeldent jordoksid til aluminiumoksyd keramikk. Etter optimaliseringstest har Y2O3+CEO2 den beste effekten. Når 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 tilsettes til 1490 ℃, kan den relative tettheten av sintrede prøver nå 96,2%, noe som overstiger tettheten av prøver med en hvilken som helst sjelden jordoksid Y2O3 eller CEO2 alene.

Effekten av La2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 ved å fremme sintring er bedre enn den for bare å legge til LA2O3, og slitestyrken er åpenbart forbedret. Det viser også at blandingen av to sjeldne jordoksider ikke er et enkelt tillegg, men det er et samspill mellom dem, noe som er mer fordelaktig for sintring og ytelsesforbedring av aluminiumoksyd keramikk, men prinsippet gjenstår å studere.

I tillegg er det funnet at tilsetning av blandede sjeldne jordmetalloksider som sintringshjelpemidler kan forbedre migrasjonen av materialer, fremme sintring av MGO -keramikk og forbedre tettheten. Men når innholdet av blandet metalloksyd er mer enn 15%, reduseres den relative tettheten og den åpne porøsiteten øker.

For det andre påvirkningen av sjeldne jordoksider på egenskapene til keramiske belegg

Eksisterende forskning viser at sjeldne jordelementer kan avgrense kornstørrelsen, øke tettheten, forbedre mikrostrukturen og rense grensesnittet. Det spiller en unik rolle i å forbedre styrken, seigheten, hardheten, slitestyrken og korrosjonsmotstanden til keramiske belegg, noe som forbedrer ytelsen til keramiske belegg til en viss grad og utvider påføringsområdet for keramiske belegg.

1

Forbedring av mekaniske egenskaper ved keramiske belegg av sjeldne jordoksider

Sjeldne jordoksider kan forbedre hardheten betydelig, bøyestyrke og strekkbindingsstyrke for keramiske belegg. De eksperimentelle resultatene viser at strekkfastheten til belegget effektivt kan forbedres ved å bruke LAO _ 2 som tilsetningsstoff i AL2O3+3% TIO _ 2 materiale, og strekkbindingsstyrken kan nå 27,36MPa når mengden LAO _ 2 er 6,0%. Tilsetning av CEO2 med massefraksjon på 3,0% og 6,0% i CR2O3 -materiale, er strekkbindingsstyrken til belegget mellom 18 ~ 25MPa, noe som er større enn den opprinnelige 12 ~ 16MPa, men når innholdet av CEO2 er 9,0%, reduseres strekkbindingsstyrken til 12 ~ 15MPa.

2

Forbedring av termisk sjokkmotstand for keramisk belegg av sjelden jord

Termisk sjokkmotstandstest er en viktig test for å kvalitativt gjenspeile bindingsstyrken mellom belegg og underlag og samsvar med termisk ekspansjonskoeffisient mellom belegg og underlag. Det gjenspeiler direkte beleggets evne til å motstå skrelling når temperaturen endres vekselvis under bruk, og gjenspeiler også beleggets evne til å motstå mekanisk sjokk utmattelse og bindingsevne med underlag fra siden. Derfor er det også nøkkelfaktoren å bedømme kvaliteten på keramisk belegg.

Forskningen viser at tilsetningen av 3,0%CEO2 kan redusere porøsiteten og porestørrelsen i belegget, og redusere spenningskonsentrasjonen ved kanten av porene, og dermed forbedre den termiske støtmotstanden til CR2O3 -belegg. Imidlertid reduserte porøsiteten til Al2O3 keramisk belegg, og bindingsstyrken og termisk sjokkfeil levetid for belegget økte åpenbart etter å ha tilsatt LAO2. Når tilsetningsmengden av LAO2 er 6% (massefraksjon), er beleggets termiske sjokkmotstand det beste, og det termiske sjokkfeilen kan nå 218 ganger, mens det termiske sjokkfeil -levetiden til belegget uten LAO2 bare er 163 ganger.

3

Sjeldne jordoksider påvirker slitemotstanden til belegg

De sjeldne jordoksydene som brukes til å forbedre slitestyrken til keramiske belegg er for det meste CEO2 og LA2O3. Deres sekskantede lagdelte struktur kan vise god smørefunksjon og opprettholde stabile kjemiske egenskaper ved høy temperatur, noe som effektivt kan forbedre slitestyrken og redusere friksjonskoeffisienten.

Forskningen viser at friksjonskoeffisienten for belegget med riktig mengde CEO2 er liten og stabil. Det er rapportert at å tilsette LA2O3 til plasmasprayet nikkelbasert CerMet-belegg, åpenbart kan redusere friksjonsslitasje og friksjonskoeffisient for belegg, og friksjonskoeffisienten er stabil med lite svingninger. Slitasjeoverflaten til kledningslag uten sjelden jord viser alvorlig vedheft og sprø brudd og spalting, men belegget som inneholder sjeldne jord viser svak vedheft på den slitte overflaten, og det er ingen tegn til sprøtt spalting av stort område. Mikrostrukturen til sjeldent jorddopet belegg er tettere og mer kompakt, og porene reduseres, noe som reduserer den gjennomsnittlige friksjonskraften som bæres av mikroskopiske partikler og reduserer friksjon og slitasje doping sjelden jord kan også øke krystallenes avstand og reduseres.

Sammendrag:

Selv om sjeldne jordoksider har gjort store prestasjoner i anvendelse av keramiske materialer og belegg, noe som effektivt kan forbedre mikrostrukturen og mekaniske egenskapene til keramiske materialer og belegg, er det fremdeles mange ukjente egenskaper, spesielt for å redusere friksjon og slitasje. Hvordan gjøre styrken og slitasjen til materialer samarbeider med deres smøring.

Tlf: +86-21-20970332E -post：info@shxlchem.com