Wat is die invloed van seldsame aardoksiede in keramiekbedekkings?

Keramiek, metaalmateriale en polimeermateriale word as die drie belangrikste soliede materiale gelys. Keramiek het baie uitstekende eienskappe, soos hoë temperatuur weerstand, korrosie weerstand, slytasie weerstand, ens., Omdat die atoombindingsmodus van keramiek ioniese binding, kovalente binding of gemengde ioon-kovalente binding met hoë bindingsenergie is. Keramiekbedekking kan die voorkoms, struktuur en werkverrigting van die buitenste oppervlak van die substraat verander, Bedekking-substraat-samestelling word bevoordeel vir sy nuwe werkverrigting. Dit kan die oorspronklike eienskappe van substraat organies kombineer met die eienskappe van hoë temperatuurweerstand, hoë slytasieweerstand en hoë korrosiebestandheid van keramiekmateriale, en gee volle spel aan die omvattende voordele van die twee soorte materiale, so dit word wyd gebruik in lugvaart. , lugvaart, nasionale verdediging, chemiese industrie en ander nywerhede.

Skaars aarde word die "skathuis" van nuwe materiale genoem, vanweë sy unieke 4f ​​elektroniese struktuur en fisiese en chemiese eienskappe. Suiwer seldsame aardmetale word egter selde direk in navorsing gebruik, en seldsame aardverbindings word meestal gebruik. Die mees algemene verbindings is CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS en seldsame aardferrosilikon. Hierdie seldsame aardverbindings kan die struktuur en eienskappe van keramiekmateriale en keramiekbedekkings verbeter.

Ek toepassing van seldsame aardoksiede in keramiek materiale

Die toevoeging van seldsame aardelemente as stabiliseerders en sintering van VIGS by verskillende keramiek kan die sintertemperatuur verlaag, die sterkte en taaiheid van sommige strukturele keramiek verbeter en sodoende die produksiekoste verlaag. Terselfdertyd speel seldsame aardelemente ook 'n baie belangrike rol in halfgeleiergassensors, mikrogolfmedia, piëso-elektriese keramiek en ander funksionele keramiek. Die navorsing het bevind dat die byvoeging van twee of meer seldsame aardoksied by alumina keramiek beter is as om 'n enkele seldsame aardoksied by alumina keramiek te voeg. Na optimeringstoets het Y2O3+CeO2 die beste effek. Wanneer 0.2%Y2O3+0.2%CeO2 by 1490℃ bygevoeg word, kan die relatiewe digtheid van gesinterde monsters 96.2% bereik, wat die digtheid van monsters oorskry met enige seldsame aardoksied Y2O3 of CeO2 alleen.

Die effek van La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3 in die bevordering van sintering is beter as dié om slegs La2O3 by te voeg, en die slytasieweerstand is natuurlik verbeter. Dit toon ook dat die vermenging van twee seldsame aardoksiede nie 'n eenvoudige toevoeging is nie, maar daar is 'n interaksie tussen hulle, wat meer voordelig is vir die sintering en prestasieverbetering van alumina-keramiek, maar die beginsel moet nog bestudeer word.

Daarbenewens word gevind dat die byvoeging van gemengde seldsame aardmetaaloksiede as sinterings-VIGS die migrasie van materiale kan verbeter, die sintering van MgO-keramiek kan bevorder en die digtheid kan verbeter. Wanneer die inhoud van gemengde metaaloksied egter meer as 15% is, neem die relatiewe digtheid af en die oop porositeit neem toe.

Tweedens, die invloed van seldsame aardoksiede op die eienskappe van keramiekbedekkings

Bestaande navorsing toon dat seldsame aardelemente die korrelgrootte kan verfyn, die digtheid kan verhoog, die mikrostruktuur kan verbeter en die koppelvlak kan suiwer. Dit speel 'n unieke rol in die verbetering van die sterkte, taaiheid, hardheid, slytasieweerstand en korrosiebestandheid van keramiekbedekkings, wat die werkverrigting van keramiekbedekkings tot 'n sekere mate verbeter en die toepassingsreeks van keramiekbedekkings verbreed.

1

Verbetering van meganiese eienskappe van keramiekbedekkings deur seldsame aardoksiede

Seldsame aardoksiede kan die hardheid, buigsterkte en trekbindingsterkte van keramiekbedekkings aansienlik verbeter. Die eksperimentele resultate toon dat die treksterkte van die deklaag effektief verbeter kan word deur Lao _ 2 as bymiddel in Al2O3+3% TiO _ 2 materiaal te gebruik, en die trekbindingsterkte kan 27.36MPa bereik wanneer die hoeveelheid Lao _2 6.0 is %. Deur CeO2 met massafraksie van 3.0% en 6.0% by Cr2O3-materiaal by te voeg, is die trekbindingssterkte van die laag tussen 18~25MPa, wat groter is as die oorspronklike 12~16MPa Wanneer die inhoud van CeO2 9.0% is, is die treksterkte egter bindingssterkte verminder tot 12~15MPa.

2

Verbetering van termiese skokweerstand van keramiekbedekking deur seldsame aarde

Termiese skokweerstandstoets is 'n belangrike toets om die bindingssterkte tussen laag en substraat en die ooreenstemming van termiese uitsettingskoëffisiënt tussen laag en substraat kwalitatief te weerspieël. Dit weerspieël direk die vermoë van coating om afskilfering te weerstaan ​​wanneer die temperatuur afwisselend tydens gebruik verander, en weerspieël ook die vermoë van coating om meganiese skokmoegheid en bindingsvermoë met substraat van die kant af te weerstaan. Daarom is dit ook die sleutelfaktor om die kwaliteit van keramiekbedekking.

Die navorsing toon dat die byvoeging van 3.0%CeO2 die porositeit en poriegrootte in die deklaag kan verminder, en die spanningskonsentrasie aan die rand van porieë kan verminder, en sodoende die termiese skokweerstand van Cr2O3-bedekking verbeter. Die porositeit van Al2O3-keramiekbedekking het egter afgeneem, en die bindingssterkte en termiese skokversakingslewe van die bedekking het duidelik toegeneem nadat LaO2 bygevoeg is. Wanneer die byvoegingshoeveelheid LaO2 6% (massafraksie) is, is die termiese skokweerstand van die laag die beste, en die termiese skok-onderbrekingsleeftyd kan 218 keer bereik, terwyl die termiese skok-onderbrekingsleeftyd van die laag sonder LaO2 slegs 163 is. tye.

3

Seldsame aardoksiede beïnvloed die slytweerstand van bedekkings

Die seldsame aardoksiede wat gebruik word om die slytasieweerstand van keramiekbedekkings te verbeter, is meestal CeO2 en La2O3. Hul seskantige gelaagde struktuur kan goeie smeerfunksie toon en stabiele chemiese eienskappe by hoë temperatuur handhaaf, wat die slytweerstand effektief kan verbeter en die wrywingskoëffisiënt kan verminder.

Die navorsing toon dat die wrywingskoëffisiënt van die laag met die regte hoeveelheid CeO2 klein en stabiel is. Daar is gerapporteer dat die byvoeging van La2O3 by plasmagespuite nikkel-gebaseerde sermetbedekking natuurlik wrywingslytasie en wrywingskoëffisiënt van bedekking kan verminder, en die wrywingskoëffisiënt is stabiel met min fluktuasie. Die slytasie-oppervlak van bekledingslaag sonder skaars aarde toon ernstige adhesie en bros breuk en spatsel, Die deklaag wat seldsame aarde bevat toon egter swak adhesie op die verslete oppervlak, en daar is geen teken van groot-area bros spatsel nie. Die mikrostruktuur van seldsame aarde-gedoteerde deklaag is digter en meer kompak, en die porieë word verminder, wat die gemiddelde wrywingskrag wat deur mikroskopiese deeltjies gedra word verminder en wrywing en slytasie verminder. tot die verandering van die wisselwerkingskrag tussen die twee kristalvlakke en verminder die wrywingskoëffisiënt.

Opsomming:

Alhoewel seldsame aardoksiede groot prestasies behaal het in die toepassing van keramiekmateriale en bedekkings, wat die mikrostruktuur en meganiese eienskappe van keramiekmateriale en bedekkings effektief kan verbeter, is daar steeds baie onbekende eienskappe, veral in die vermindering van wrywing en slytasie.Hoe om die sterkte en slytasie weerstand van materiale saam met hul smeer eienskappe het 'n belangrike rigting waardig van bespreking in die veld van tribologie geword.

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