Які ўплыў рэдказямельных аксідаў на керамічныя пакрыцці?

Кераміка, металічныя матэрыялы і палімерныя матэрыялы пералічаны ў якасці трох асноўных цвёрдых матэрыялаў. Кераміка валодае многімі выдатнымі ўласцівасцямі, такімі як устойлівасць да высокіх тэмператур, устойлівасць да карозіі, зносаўстойлівасць і г.д., таму што рэжым атамнай сувязі керамікі - гэта іённая сувязь, кавалентная сувязь або змешаная іённа-кавалентная сувязь з высокай энергіяй сувязі. Керамічнае пакрыццё можа змяніць знешні выгляд, структуру і характарыстыкі вонкавай паверхні падкладкі. Кампазіт пакрыццё-падкладка карыстаецца перавагай за свае новыя характарыстыкі. Ён можа арганічна спалучаць арыгінальныя характарыстыкі падкладкі з характарыстыкамі ўстойлівасці да высокіх тэмператур, высокай зносаўстойлівасці і высокай устойлівасці да карозіі керамічных матэрыялаў, а таксама даць магчымасць у поўнай меры выкарыстоўваць усе перавагі двух відаў матэрыялаў, таму ён шырока выкарыстоўваецца ў аэракасмічнай галіне. , авіяцыі, нацыянальнай абароны, хімічнай прамысловасці і іншых галін прамысловасці.

Рэдказямельныя рэчывы называюць «скарбніцай» новых матэрыялаў з-за іх унікальнай электроннай структуры 4f і фізічных і хімічных уласцівасцей. Аднак чыстыя рэдказямельныя металы рэдка выкарыстоўваюцца непасрэдна ў даследаваннях, а ў асноўным выкарыстоўваюцца рэдказямельныя злучэнні. Найбольш распаўсюджанымі злучэннямі з'яўляюцца CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS і рэдказямельны ферасіліцый. Гэтыя рэдказямельныя злучэнні могуць палепшыць структуру і ўласцівасці керамічных матэрыялаў і керамічных пакрыццяў.

I прымяненне рэдказямельных аксідаў у керамічных матэрыялах

Даданне рэдказямельных элементаў у якасці стабілізатараў і СНІДу спякання ў розную кераміку можа знізіць тэмпературу спякання, палепшыць трываласць і трываласць некаторых канструкцыйных керамічных вырабаў і, такім чынам, знізіць кошт вытворчасці. У той жа час рэдказямельныя элементы таксама гуляюць вельмі важную ролю ў паўправадніковых датчыках газу, мікрахвалевых асяроддзях, п'езаэлектрычнай кераміцы і іншай функцыянальнай кераміцы. Даследаванне паказала, што даданне двух або больш рэдказямельных аксідаў у гліназёмную кераміку разам лепш, чым даданне аднаго рэдказямельнага аксіду ў гліназёмную кераміку. Пасля тэсту на аптымізацыю Y2O3+CeO2 мае найлепшы эфект. Пры даданні 0,2%Y2O3+0,2%CeO2 пры 1490 ℃ адносная шчыльнасць спечаных узораў можа дасягаць 96,2%, што перавышае шчыльнасць узораў з любым рэдказямельным аксідам Y2O3 або CeO2 паасобку.

Уплыў La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3 на стымуляванне спякання лепш, чым даданне толькі La2O3, і зносаўстойлівасць, відавочна, паляпшаецца. Гэта таксама паказвае, што змешванне двух рэдказямельных аксідаў не з'яўляецца простым далучэннем, але паміж імі існуе ўзаемадзеянне, якое з'яўляецца больш карысным для спякання і паляпшэння прадукцыйнасці гліназёмнай керамікі, але прынцып яшчэ трэба вывучыць.

Акрамя таго, выяўлена, што дабаўленне змешаных аксідаў рэдказямельных металаў у якасці СНІДу спякання можа палепшыць міграцыю матэрыялаў, спрыяць спяканню MgO керамікі і палепшыць шчыльнасць. Аднак калі ўтрыманне змешанага аксіду металу складае больш за 15%, адносная шчыльнасць памяншаецца, а адкрытая сітаватасць павялічваецца.

Па-другое, уплыў рэдказямельных аксідаў на ўласцівасці керамічных пакрыццяў

Існуючыя даследаванні паказваюць, што рэдказямельныя элементы могуць удакладніць памер збожжа, павялічыць шчыльнасць, палепшыць мікраструктуру і ачысціць межы падзелу. Ён адыгрывае ўнікальную ролю ў павышэнні трываласці, трываласці, цвёрдасці, зносаўстойлівасці і ўстойлівасці да карозіі керамічных пакрыццяў, што ў пэўнай ступені паляпшае характарыстыкі керамічных пакрыццяў і пашырае дыяпазон прымянення керамічных пакрыццяў.

1

Паляпшэнне механічных уласцівасцей керамічных пакрыццяў рэдказямельнымі аксідамі

Рэдказямельныя аксіды могуць значна палепшыць цвёрдасць, трываласць на выгіб і трываласць на расцяжэнне керамічных пакрыццяў. Эксперыментальныя вынікі паказваюць, што трываласць пакрыцця на разрыў можа быць эфектыўна палепшана пры выкарыстанні Lao _ 2 у якасці дабаўкі ў Al2O3 + 3% TiO _ 2, а трываласць сувязі на разрыў можа дасягаць 27,36 МПа, калі колькасць Lao _ 2 складае 6,0 %. Даданне CeO2 з масавай доляй 3,0% і 6,0% у матэрыял Cr2O3, трываласць счаплення пакрыцця складае ад 18~25 МПа, што больш, чым зыходныя 12~16 МПа. Аднак, калі ўтрыманне CeO2 складае 9,0%, трываласць на разрыў трываласць сувязі зніжаецца да 12~15MPa.

2

Павышэнне ўстойлівасці да тэрмічнага ўдару керамічнага пакрыцця рэдказямельнымі элементамі

Тэст на ўстойлівасць да цеплавога ўдару з'яўляецца важным тэстам для якаснага адлюстравання трываласці сувязі паміж пакрыццём і падкладкай і адпаведнасці каэфіцыента цеплавога пашырэння паміж пакрыццём і падкладкай. Гэта непасрэдна адлюстроўвае здольнасць пакрыцця супрацьстаяць адслойванню, калі тэмпература па чарзе змяняецца падчас выкарыстання, а таксама адлюстроўвае здольнасць пакрыцця супрацьстаяць стомленасці ад механічных удараў і здольнасць злучацца з падкладкай збоку. Такім чынам, гэта таксама ключавы фактар ​​для ацэнкі якасць керамічнага пакрыцця.

Даследаванні паказваюць, што даданне 3,0%CeO2 можа паменшыць сітаватасць і памер пор у пакрыцці, а таксама паменшыць канцэнтрацыю напружання на краі пор, тым самым паляпшаючы ўстойлівасць пакрыцця Cr2O3 да цеплавога ўдару. Аднак сітаватасць керамічнага пакрыцця Al2O3 паменшылася, а трываласць счаплення і тэрмін службы пакрыцця пры разбурэнні пры цеплавым удары відавочна павялічыліся пасля дадання LaO2. Калі дабаўленая колькасць LaO2 складае 6% (масавая доля), устойлівасць пакрыцця да тэрмічнага ўдару з'яўляецца найлепшай, а тэрмін службы пры разбурэнні пры цеплавым удары можа дасягаць 218 разоў, у той час як тэрмін службы разбурэння пры цеплавым удары пакрыцця без LaO2 складае толькі 163 разы.

3

Рэдказямельныя аксіды ўплываюць на зносаўстойлівасць пакрыццяў

Рэдказямельныя аксіды, якія выкарыстоўваюцца для паляпшэння зносаўстойлівасці керамічных пакрыццяў, - гэта ў асноўным CeO2 і La2O3. Іх шасцікутная слаістая структура можа дэманстраваць добрую функцыю змазкі і падтрымліваць стабільныя хімічныя ўласцівасці пры высокай тэмпературы, што можа эфектыўна палепшыць зносаўстойлівасць і паменшыць каэфіцыент трэння.

Даследаванне паказвае, што каэфіцыент трэння пакрыцця з належнай колькасцю CeO2 невялікі і стабільны. Паведамлялася, што даданне La2O3 да металакерамічнага пакрыцця на аснове нікеля, напыленага плазмай, можа, відавочна, паменшыць знос трэння і каэфіцыент трэння пакрыцця, а каэфіцыент трэння стабільны з невялікімі ваганнямі. Паверхня зносу ашалёўкі без рэдказямельных элементаў дэманструе сур'ёзную адгезію і далікатнае разбурэнне і расколванне, аднак пакрыццё, якое змяшчае рэдказямельныя рэчывы, дэманструе слабую адгезію да зношанай паверхні, і няма ніякіх прыкмет далікатнага расколвання вялікай плошчы. Мікраструктура рэдказямельнага пакрыцця з'яўляецца больш шчыльнай і кампактнай, а пары памяншаюцца, што зніжае сярэднюю сілу трэння мікраскапічных часціц і памяншае трэнне і знос. да змены сілы ўзаемадзеяння паміж двума гранямі крышталя і памяншае каэфіцыент трэння.

Рэзюмэ:

Хоць рэдказямельныя аксіды дасягнулі вялікіх поспехаў у прымяненні керамічных матэрыялаў і пакрыццяў, якія могуць эфектыўна палепшыць мікраструктуру і механічныя ўласцівасці керамічных матэрыялаў і пакрыццяў, існуе яшчэ шмат невядомых уласцівасцей, асабліва ў зніжэнні трэння і зносу. Як зрабіць трываласць і зносаўстойлівасць матэрыялаў у супрацоўніцтве з іх змазачнымі ўласцівасцямі стала важным напрамкам, вартым абмеркавання ў галіне трыбалогіі.

Тэл.: +86-21-20970332Электронная пошта:info@shxlchem.com