Milyen hatással van a ritkaföldfém -oxidok a kerámia bevonatokban?

A kerámia, a fém anyagok és a polimer anyagok három fő szilárd anyagként szerepelnek. A kerámia számos kiváló tulajdonsággal rendelkezik, mint például a magas hőmérséklet-ellenállás, a korrózióállóság, a kopásállóság stb., Mivel a kerámia atomkötési módja ionos kötés, kovalens kötés vagy vegyes ion-kovalens kötés a nagy kötés energiával. A kerámia bevonat megváltoztathatja a szubsztrát külső felületének megjelenését, szerkezetét és teljesítményét, a bevonat-szubsztrát kompozitot az új teljesítménye részesíti előnyben. Szerves módon kombinálhatja a szubsztrát eredeti jellemzőit a magas hőmérséklet -ellenállás, a magas kopásállóság és a kerámia nagy korrózióállóság jellemzőivel, és teljes játékot ad a kétféle anyag átfogó előnyeinek, így széles körben használják a repülőgéppel, a repülésben, a nemzeti védelemben, a vegyiparban és más iparágakban.

A ritkaföldföldet új anyagok „Kincses házának” hívják, egyedi 4F elektronikus szerkezete, valamint fizikai és kémiai tulajdonságai miatt. A tiszta ritkaföldfémek fémeit azonban ritkán használják közvetlenül a kutatásban, és leginkább a ritkaföldfém -vegyületeket használják. A leggyakoribb vegyületek a CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES és a ritkaföldfém ferrosilicon. Ezek a ritkaföldfémek vegyületek javíthatják a kerámia anyagok és a kerámia bevonatok szerkezetét és tulajdonságait.

I A ritkaföldfém -oxidok kerámia anyagokban történő alkalmazása

A ritkaföldfémi elemek stabilizátorokként történő hozzáadása és a különféle kerámiákhoz történő szinteredési segédeszközök csökkenthetik a szinterelési hőmérsékletet, javíthatják egyes szerkezeti kerámiák erősségét és szilárdságát, és ezáltal csökkenthetik a termelési költségeket. Ugyanakkor a ritkaföldfémek elemei nagyon fontos szerepet játszanak a félvezető gázérzékelőkben, a mikrohullámú tápközegekben, a piezoelektromos kerámiában és más funkcionális kerámiákban is. A kutatás azt találta, hogy két vagy több ritkaföldfém -oxid hozzáadása az alumínium -oxid -kerámiákhoz jobb, mint az egyetlen ritkaföldfém -oxid hozzáadása az alumínium -oxid kerámiához. Az optimalizálási teszt után az Y2O3+CEO2 a legjobb hatással van. Ha 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 -t adunk hozzá 1490 ℃ -en, akkor a szinterelt minták relatív sűrűsége elérheti a 96,2%-ot, ami meghaladja a minták sűrűségét az Y2O3 vagy a CEO2 ritka föld -oxiddal.

Az LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 hatása a szinterelés előmozdításában jobb, mint csak az LA2O3 hozzáadásának, és a kopásállóság nyilvánvalóan javul. Ez azt is mutatja, hogy a két ritkaföldfém -oxid keveredése nem egyszerű kiegészítés, de köztük van egy kölcsönhatás, amely jobban előnyös az alumínium -oxid -kerámia szinterelésére és teljesítményének javítására, de az alapelvet még meg kell vizsgálni.

Ezenkívül kimutatták, hogy a vegyes ritkaföldfém -fém -oxidok hozzáadása a szinterelési segédeszközök javíthatja az anyagok vándorlását, elősegítheti az MGO kerámia szinterelését és javíthatja a sűrűségt. Ha azonban a vegyes fém -oxid tartalma meghaladja a 15%-ot, akkor a relatív sűrűség csökken és a nyitott porozitás növekszik.

Másodszor, a ritkaföldfém -oxidok hatása a kerámia bevonatok tulajdonságaira

A meglévő kutatások azt mutatják, hogy a ritkaföldfémek elemei finomíthatják a gabona méretét, növelik a sűrűségt, javíthatják a mikroszerkezetet és tisztíthatják az interfészt. Egyedülálló szerepet játszik a kerámia bevonatok erősségének, keménységének, keménységének, kopásállóságának és korrózióállóságának javításában, ami bizonyos mértékben javítja a kerámia bevonatok teljesítményét, és kibővíti a kerámia bevonatok alkalmazását.

1

A kerámia bevonatok mechanikai tulajdonságainak javítása ritkaföldfém -oxidokkal

A ritkaföldfém -oxidok jelentősen javíthatják a kerámia bevonatok keménységét, hajlítási szilárdságát és szakítószilárdságát. A kísérleti eredmények azt mutatják, hogy a bevonat szakítószilárdsága hatékonyan javítható, ha a Lao _ 2 -t adalékanyagként használja az AL2O3+3% Tio _ 2 anyagban, és a szakítószilárdság -szilárdság elérheti a 27,36 mPa -t, ha a Lao _ 2 mennyisége 6,0%. A CEO2 3,0% és 6,0% -os tömegfrakcióval történő hozzáadásával a CR2O3 anyagba, a bevonat szakítószilárdsági szilárdsága 18 ~ 25mPa között van, ami nagyobb, mint az eredeti 12 ~ 16mPa, ha a CEO2 tartalma 9,0%, a feszültségkötési szilárdság 12 ~ 15 mPa -ra csökken.

2

A kerámia bevonás termikus sokk -ellenállásának javítása a ritkaföldfém által

A termikus sokkrezisztencia -teszt egy fontos teszt, amely a bevonat és a szubsztrát közötti kötődési szilárdságot tükrözi, valamint a bevonat és a szubsztrát közötti termikus tágulási együttható egyeztetése. Ez közvetlenül tükrözi a bevonat azon képességét, hogy ellenálljon a hámozásnak, amikor a hőmérséklet felváltva változik használat közben, és azt is tükrözi, hogy a bevonat képes ellenállni a mechanikai sokk fáradtságának és az oldalról a szubsztráthoz való kötés képességének. Ezért ez a kulcsfontosságú tényező a kerámia bevonat minőségének megítéléséhez.

A kutatás azt mutatja, hogy a 3,0%-os CEO2 hozzáadása csökkentheti a bevonat porozitását és pórusméretét, és csökkentheti a pórusok szélén lévő feszültségkoncentrációt, ezáltal javítva a CR2O3 bevonat termikus sokk -ellenállását. Az Al2O3 kerámia bevonat porozitása azonban csökkent, és a bevonat kötési szilárdságának és termikus sokk -meghibásodási élettartama nyilvánvalóan növekedett a Lao2 hozzáadása után. Ha a Lao2 hozzáadási mennyisége 6% (tömegfrakció), a bevonat termikus sokk -ellenállása a legjobb, és a termikus sokk meghibásodása 218 -szor elérhet, míg a Lao2 nélkül a bevonat termikus ütés -meghibásodása csak 163 -szor.

3

A ritkaföldfém -oxidok befolyásolják a bevonatok kopásállóságát

A kerámia bevonatok kopásállóságának javítására használt ritkaföldfém -oxidok többnyire CEO2 és LA2O3. A hatszögletű réteges szerkezetük jó kenési funkciót mutathat, és magas hőmérsékleten fenntarthatja a stabil kémiai tulajdonságokat, amelyek hatékonyan javíthatják a kopásállóságot és csökkenthetik a súrlódási együtthatót.

A kutatás azt mutatja, hogy a bevonat megfelelő mennyiségű CEO2 -vel történő súrlódási együtthatója kicsi és stabil. Úgy tűnik, hogy az LA2O3 hozzáadása a plazmával permetezett nikkel-alapú Cermet bevonathoz nyilvánvalóan csökkentheti a súrlódás kopási és súrlódási együtthatóját, és a súrlódási együttható stabil, kevés ingadozással. A burkolatréteg kopásfelülete ritkaföldfém nélkül súlyos tapadást, törékeny törést és fúrást mutat, azonban a ritkaföldfémet tartalmazó bevonat gyenge tapadást mutat a kopott felületen, és nincs jele a nagy térségű törésnek. A ritka földdézésű bevonat mikroszerkezete sűrűbb és kompaktabb, és a pórusok csökkennek, ami csökkenti a mikroszkópos részecskék által viselt átlagos súrlódási erőt, és csökkenti a súrlódást, és a dopping ritkaföldfémek is növelheti a cermet kristálysík távolságát, ez a két kristályfelület közötti interakciós erő változásához vezet.

Összegzés:

Noha a ritkaföldfém -oxidok nagy eredményeket értek el a kerámia anyagok és bevonatok alkalmazásában, amelyek hatékonyan javíthatják a kerámia anyagok és bevonatok mikroszerkezetét és mechanikai tulajdonságait, még mindig sok ismeretlen tulajdonság létezik, különösen a súrlódás és a kopás csökkentése érdekében. Az anyagok szilárdságának és kopásának ellenállásának szempontjából fontos irányba kerülnek a tribológia területén.

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