Каково влияние оксидов редкоземелью в керамических покрытиях?

Керамика, металлические материалы и полимерные материалы перечислены в качестве трех основных твердых материалов. Керамика обладает множеством превосходных свойств, таких как высокая температурная устойчивость, коррозионная стойкость, устойчивость к износу и т. Д., Поскольку режим атомной связи керамики-это ионная связь, ковалентная связь или смешанная ионо-ковалентная связь с высокой энергией связи. Керамическое покрытие может изменить внешний вид, структуру и производительность внешней поверхности субстрата, композит с покрытием Substrate предпочитается за его новую производительность. Он может органично сочетать исходные характеристики субстрата с характеристиками высокотемпературной устойчивости, устойчивости к износу и высокой коррозионной стойкости керамических материалов и придать полную игру для полных преимуществ двух видов материалов, поэтому он широко используется в аэрокосмической, авиационной, национальной обороне, химической промышленности и других отраслях.

Редко -Земля называется «Дом сокровищ» новых материалов из -за его уникальной электронной структуры 4F и физических и химических свойств. Тем не менее, чистые редкоземельные металлы редко используются непосредственно в исследованиях, и в основном используются редкоземельные соединения. Наиболее распространенными соединениями являются CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES и редкоземельный ферросиликон. Эти редкоземельные соединения могут улучшить структуру и свойства керамических материалов и керамических покрытий.

Я применение оксидов редкоземельных земли в керамических материалах

Добавление редкоземельных элементов в качестве стабилизаторов и спекающих средств к различной керамике может снизить температуру спекания, повысить силу и прочность некоторой структурной керамики и, таким образом, снизить стоимость производства. В то же время, редкоземельные элементы также играют очень важную роль в полупроводниковых газовых датчиках, микроволновой среде, пьезоэлектрической керамике и другой функциональной керамике. Исследование показало, что, добавляя два или более редкоземельные оксиды к керамике с оксиной алюминия, лучше, чем добавление единого оксида редкоземельного оксида к керамике глинозема. После тестирования оптимизации Y2O3+CEO2 имеет наилучший эффект. Когда 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 добавляется при 1490 ℃, относительная плотность спеченных образцов может достигать 96,2%, что превышает плотность образцов с любым редкоземельным оксидом Y2O3 или CEO2.

Эффект LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 на содействие спеканию лучше, чем для добавления только LA2O3, и износостойкость, очевидно, улучшается. Это также показывает, что смешивание двух редкоземельных оксидов является не простым дополнением, но между ними существует взаимодействие, которое более полезно для спекания и улучшения производительности керамики глинозема, но этот принцип еще предстоит изучить.

Кроме того, обнаружено, что добавление смешанных оксидов редкоземельных металлов в качестве спекающих средств может улучшить миграцию материалов, способствовать спеканию керамики MGO и улучшить плотность. Однако, когда содержание смешанного оксида металла составляет более 15%, относительная плотность уменьшается, а открытая пористость увеличивается.

Во -вторых, влияние оксидов редкоземелью на свойства керамических покрытий

Существующие исследования показывают, что редкоземельные элементы могут уточнить размер зерна, увеличить плотность, улучшить микроструктуру и очищать границу раздела. Он играет уникальную роль в улучшении силы, жесткости, твердости, устойчивости к износу и коррозионной стойкости керамических покрытий, что в определенной степени повышает производительность керамических покрытий и расширяет диапазон применения керамических покрытий.

1

Улучшение механических свойств керамических покрытий с помощью редкоземельных оксидов

Оксиды редкоземелью могут значительно улучшить твердость, силу изгиба и прочность на растяжение керамических покрытий. Экспериментальные результаты показывают, что прочность на растяжение покрытия может быть эффективно улучшена, используя LAO _ 2 в качестве аддитивного в AL2O3+3% TiO _ 2 материала, а прочность на растяжение может достигать 27,36 МПа, когда количество лаосного _ 2 составляет 6,0%. Добавление CEO2 с массовой фракцией 3,0% и 6,0% в материал CR2O3, прочность на растягивающую связь покрытия составляет от 18 ~ 25 мин МПа, что превышает первоначальные 12 ~ 16 -МПа, когда содержание CEO2 составляет 9,0%, прочность на растяжение уменьшается до 12 ~ 15 МПа.

2

Улучшение устойчивости к керамическому покрытию термического шока с помощью редкоземельной земли

Тест на сопротивление теплового шока является важным испытанием для качественного отражения прочности связывания между покрытием и субстратом и сопоставлением коэффициента теплового расширения между покрытием и субстратом. Он непосредственно отражает способность покрытия противостоять пилингу, когда температура попеременно изменяется во время использования, а также отражает способность покрытия противостоять усталости механического шока и способности связывания с подложкой со стороны. Поэтому это также является ключевым фактором для оценки качества керамического покрытия.

Исследование показывает, что добавление 3,0%CEO2 может уменьшить пористость и размер пор в покрытии и уменьшить концентрацию напряжения на краю пор, тем самым улучшая сопротивление термического удара покрытия CR2O3. Тем не менее, пористость керамического покрытия Al2O3 уменьшилась, а прочность на связь и срок службы теплового шока, очевидно, увеличились после добавления LAO2. Когда количество добавления LAO2 составляет 6% (массовая фракция), устойчивость к тепловым ударам является лучшим, а срок службы теплового шока может достигать 218 раз, в то время как срок службы теплового шока покрытия без LAO2 составляет всего 163 раза.

3

Оксиды редкоземелью влияют на износ

Оксиды редкоземельи, используемые для улучшения износостойкости керамических покрытий, в основном CEO2 и LA2O3. Их шестиугольная слоистая структура может показать хорошую функцию смазки и сохранять стабильные химические свойства при высокой температуре, что может эффективно повысить устойчивость к износу и снизить коэффициент трения.

Исследование показывает, что коэффициент трения покрытия с надлежащим количеством CEO2 мал и стабилен. Сообщалось, что добавление покрытия Cermet на основе плазменных на основе плазменного покрытия на основе никеля может, очевидно, может уменьшить коэффициент износа трения и коэффициент трения покрытия, а коэффициент трения стабилен с небольшими колебаниями. Поверхность износа облицовочного слоя без редкоземельной Земли показывает серьезную адгезию и хрупкий перелом и распыление, однако покрытие, содержащее редкоземельную землю, демонстрирует слабую адгезию на изношенной поверхности, и нет никаких признаков хрупкого расщепления крупной области. Микроструктура покрытого редкоземельным заземлением плотнее и более компактная, а поры уменьшаются, что уменьшает среднюю силу трения, несущуюся микроскопическими частицами и уменьшает трение, и износ легирующий также может увеличивать расстояние кристаллической плоскости от коэффициентов, что приводит к изменению силы взаимодействия между двумя кристальными лицами и уменьшает коэффициент коэффициента вознаграждения.

Краткое содержание:

Несмотря на то, что оксиды редкоземельи добились больших достижений в применении керамических материалов и покрытий, которые могут эффективно улучшить микроструктуру и механические свойства керамических материалов и покрытий, все еще есть много неизвестных свойств, особенно в восстановлении трения и износа. Хотовие, чтобы сделать силу и устойчивость к материалам сотрудничества с их смешанными свойствами.

Тел: +86-21-20970332Электронная почта：info@shxlchem.com