Cili është ndikimi i oksideve të tokës së rrallë në veshjet qeramike?

Qeramika, materialet metalike dhe materialet polimer renditen si tre materialet kryesore të ngurta. Qeramika ka shumë veti të shkëlqyera, të tilla si rezistenca ndaj temperaturës së lartë, rezistenca ndaj korrozionit, rezistenca ndaj konsumit, etj., sepse mënyra e lidhjes atomike të qeramikës është lidhja jonike, lidhja kovalente ose lidhja jon-kovalente e përzier me energji të lartë lidhjeje. Veshja qeramike mund të ndryshojë pamjen, strukturën dhe performancën e sipërfaqes së jashtme të nënshtresës, Kompoziti Veshje-substrate favorizohet për performancën e tij të re. Mund të kombinojë organikisht karakteristikat origjinale të nënshtresës me karakteristikat e rezistencës ndaj temperaturës së lartë, rezistencës së lartë ndaj konsumit dhe rezistencës së lartë ndaj korrozionit të materialeve qeramike, dhe t'i japë lojë të plotë avantazheve gjithëpërfshirëse të dy llojeve të materialeve, kështu që përdoret gjerësisht në hapësirën ajrore. , aviacioni, mbrojtja kombëtare, industria kimike dhe industri të tjera.

Toka e rrallë quhet "shtëpia e thesarit" e materialeve të reja, për shkak të strukturës unike elektronike 4f ​​dhe vetive fizike dhe kimike. Sidoqoftë, metalet e pastra të tokës së rralla rrallë përdoren drejtpërdrejt në kërkime, dhe komponimet e tokës së rralla përdoren kryesisht. Komponimet më të zakonshme janë CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS dhe ferrosilikon nga toka të rralla. Këto përbërje të tokës së rrallë mund të përmirësojnë strukturën dhe vetitë e materialeve qeramike dhe veshjeve qeramike.

I aplikimi i oksideve të tokës së rrallë në materiale qeramike

Shtimi i elementeve të tokës së rrallë si stabilizues dhe shkrirja e AIDS-it në qeramika të ndryshme mund të zvogëlojë temperaturën e sinterimit, të përmirësojë forcën dhe qëndrueshmërinë e disa qeramikave strukturore dhe në këtë mënyrë të zvogëlojë koston e prodhimit. Në të njëjtën kohë, elementët e tokës së rrallë luajnë gjithashtu një rol shumë të rëndësishëm në sensorët e gazit gjysmëpërçues, mediat mikrovalore, qeramika piezoelektrike dhe qeramika të tjera funksionale. Hulumtimi zbuloi se, shtimi i dy ose më shumë oksideve të tokës së rrallë në qeramikën e aluminit së bashku është më mirë sesa shtimi i një oksidi të vetëm të tokës së rrallë në qeramikën e aluminit. Pas testit të optimizimit, Y2O3+CeO2 ka efektin më të mirë. Kur shtohet 0,2%Y2O3+0,2%CeO2 në 1490℃, dendësia relative e mostrave të sinteruara mund të arrijë 96,2%, që tejkalon densitetin e mostrave vetëm me ndonjë oksid të rrallë të tokës Y2O3 ose CeO2.

Efekti i La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3 në nxitjen e sinterimit është më i mirë se ai i shtimit të vetëm La2O3, dhe rezistenca ndaj konsumit është përmirësuar dukshëm. Gjithashtu tregon se përzierja e dy oksideve të tokës së rrallë nuk është një shtesë e thjeshtë, por ka një ndërveprim midis tyre, i cili është më i dobishëm për sinterimin dhe përmirësimin e performancës së qeramikës së aluminit, por parimi mbetet për t'u studiuar.

Për më tepër, është gjetur se shtimi i oksideve të përziera të metaleve të rralla të tokës si SIDA mund të përmirësojë migrimin e materialeve, të nxisë sinterimin e qeramikës MgO dhe të përmirësojë densitetin. Megjithatë, kur përmbajtja e oksidit të metalit të përzier është më shumë se 15%, dendësia relative zvogëlohet dhe poroziteti i hapur rritet.

Së dyti, ndikimi i oksideve të tokës së rrallë në vetitë e veshjeve qeramike

Hulumtimet ekzistuese tregojnë se elementët e tokës së rrallë mund të përmirësojnë madhësinë e kokrrizave, të rrisin densitetin, të përmirësojnë mikrostrukturën dhe të pastrojnë ndërfaqen. Ai luan një rol unik në përmirësimin e forcës, qëndrueshmërisë, ngurtësisë, rezistencës ndaj konsumit dhe rezistencës ndaj korrozionit të veshjeve qeramike, gjë që përmirëson performancën e veshjeve qeramike në një masë të caktuar dhe zgjeron gamën e aplikimit të veshjeve qeramike.

1

Përmirësimi i vetive mekanike të veshjeve qeramike nga oksidet e tokës së rrallë

Oksidet e rralla të tokës mund të përmirësojnë ndjeshëm fortësinë, forcën në përkulje dhe forcën e lidhjes në tërheqje të veshjeve qeramike. Rezultatet eksperimentale tregojnë se forca në tërheqje e veshjes mund të përmirësohet në mënyrë efektive duke përdorur Lao _ 2 si aditiv në materialin Al2O3 + 3% TiO _ 2, dhe forca e lidhjes në tërheqje mund të arrijë 27.36 MPa kur sasia e Lao _ 2 është 6.0 %. Shtimi i CeO2 me fraksion masiv prej 3,0% dhe 6,0% në materialin Cr2O3, forca e lidhjes në tërheqje të veshjes është midis 18~25MPa, që është më e madhe se 12~16MPa origjinale Megjithatë, kur përmbajtja e CeO2 është 9,0%, elasticiteti Forca e lidhjes zvogëlohet në 12~15 MPa.

2

Përmirësimi i rezistencës ndaj goditjes termike të veshjes qeramike nga toka të rralla

Testi i rezistencës ndaj goditjes termike është një test i rëndësishëm për të pasqyruar në mënyrë cilësore forcën e lidhjes midis veshjes dhe nënshtresës dhe përputhjen e koeficientit të zgjerimit termik midis veshjes dhe nënshtresës. Ai pasqyron drejtpërdrejt aftësinë e veshjes për t'i rezistuar qërimit kur temperatura ndryshon në mënyrë alternative gjatë përdorimit, dhe gjithashtu pasqyron aftësinë e veshjes për t'i rezistuar lodhjes nga goditjet mekanike dhe aftësinë e lidhjes me nënshtresën nga ana. Prandaj, është gjithashtu faktori kryesor për të gjykuar cilësia e veshjes qeramike.

Hulumtimi tregon se shtimi i 3.0% CeO2 mund të zvogëlojë porozitetin dhe madhësinë e poreve në veshje dhe të zvogëlojë përqendrimin e stresit në skajet e poreve, duke përmirësuar kështu rezistencën ndaj goditjes termike të veshjes Cr2O3. Sidoqoftë, poroziteti i veshjes qeramike Al2O3 u ul, dhe forca e lidhjes dhe jeta e dështimit të goditjes termike të veshjes u rritën dukshëm pas shtimit të LaO2. Kur sasia shtesë e LaO2 është 6% (fraksioni masiv), rezistenca ndaj goditjes termike të veshjes është më e mira, dhe jeta e dështimit të goditjes termike mund të arrijë 218 herë, ndërsa jeta e dështimit të goditjes termike të veshjes pa LaO2 është vetëm 163 herë.

3

Oksidet e rralla të tokës ndikojnë në rezistencën ndaj konsumit të veshjeve

Oksidet e rralla të tokës që përdoren për të përmirësuar rezistencën ndaj konsumit të veshjeve qeramike janë kryesisht CeO2 dhe La2O3. Struktura e tyre me shtresa gjashtëkëndore mund të tregojë funksion të mirë lubrifikimi dhe të ruajë vetitë kimike të qëndrueshme në temperaturë të lartë, gjë që mund të përmirësojë në mënyrë efektive rezistencën ndaj konsumit dhe të zvogëlojë koeficientin e fërkimit.

Hulumtimi tregon se koeficienti i fërkimit të veshjes me sasinë e duhur të CeO2 është i vogël dhe i qëndrueshëm. Është raportuar se shtimi i La2O3 në veshjen me bazë nikelit të spërkatur me plazmë, mund të zvogëlojë veshin e fërkimit dhe koeficientin e fërkimit të veshjes, dhe koeficienti i fërkimit është i qëndrueshëm me pak luhatje. Sipërfaqja e konsumimit të shtresës së veshjes pa tokë të rrallë tregon ngjitje serioze dhe thyerje dhe gërvishtje të brishtë, megjithatë, veshja që përmban tokë të rrallë tregon ngjitje të dobët në sipërfaqen e konsumuar dhe nuk ka asnjë shenjë të copëzimit të brishtë në një sipërfaqe të madhe. Mikrostruktura e veshjes së rrallë të dopuar nga toka është më e dendur dhe më kompakte, dhe poret zvogëlohen, gjë që zvogëlon forcën mesatare të fërkimit të shkaktuar nga grimcat mikroskopike dhe zvogëlon fërkimin dhe konsumimin e tokës së rrallë Dopingu gjithashtu mund të rrisë distancën e planit kristal të qermave, kjo çon tek ndryshimi i forcës së ndërveprimit ndërmjet dy faqeve kristalore dhe zvogëlon koeficientin e fërkimit.

Përmbledhje:

Megjithëse oksidet e rralla të tokës kanë bërë arritje të mëdha në aplikimin e materialeve dhe veshjeve qeramike, të cilat mund të përmirësojnë në mënyrë efektive mikrostrukturën dhe vetitë mekanike të materialeve dhe veshjeve qeramike, ka ende shumë veti të panjohura, veçanërisht në reduktimin e fërkimit dhe konsumit. Si të bëni forca dhe rezistenca ndaj konsumit të materialeve bashkëpunojnë me vetitë e tyre lubrifikuese është bërë një drejtim i rëndësishëm i denjë për diskutim në fushën e tribologjisë.

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