Beth yw dylanwad ocsidau daear prin mewn haenau ceramig?

Rhestrir cerameg, deunyddiau metel a deunyddiau polymer fel y tri phrif ddeunydd solet. Mae gan serameg lawer o briodweddau rhagorol, megis ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd cyrydiad, ymwrthedd gwisgo, ac ati, oherwydd bod y dull bondio atomig o seramig yn bond ïonig, bond cofalent neu fond ïon-cofalent cymysg ag egni bond uchel. Gall cotio ceramig newid ymddangosiad, strwythur a pherfformiad arwyneb allanol y swbstrad, mae cyfansawdd cotio-swbstrad yn cael ei ffafrio ar gyfer ei berfformiad newydd. Gall gyfuno'n organig nodweddion gwreiddiol swbstrad â nodweddion ymwrthedd tymheredd uchel, ymwrthedd gwisgo uchel a gwrthiant cyrydiad uchel deunyddiau ceramig, a rhoi chwarae llawn i fanteision cynhwysfawr y ddau fath o ddeunyddiau, felly fe'i defnyddir yn eang mewn awyrofod. , hedfan, amddiffyn cenedlaethol, diwydiant cemegol a diwydiannau eraill.

Gelwir daear prin yn “drysor” deunyddiau newydd, oherwydd ei strwythur electronig 4f unigryw a'i nodweddion ffisegol a chemegol. Fodd bynnag, anaml y defnyddir metelau daear prin pur yn uniongyrchol mewn ymchwil, a defnyddir cyfansoddion daear prin yn bennaf. Y cyfansoddion mwyaf cyffredin yw CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS a ferrosilicon daear prin. Gall y cyfansoddion daear prin hyn wella strwythur a phriodweddau deunyddiau ceramig a haenau ceramig.

Cymhwyso ocsidau daear prin mewn deunyddiau ceramig

Gall ychwanegu elfennau daear prin fel sefydlogwyr a sintro AIDS i wahanol serameg leihau'r tymheredd sintro, gwella cryfder a chaledwch rhai cerameg strwythurol, a thrwy hynny leihau'r gost cynhyrchu. Ar yr un pryd, mae elfennau daear prin hefyd yn chwarae rhan bwysig iawn mewn synwyryddion nwy lled-ddargludyddion, cyfryngau microdon, cerameg piezoelectrig a serameg swyddogaethol eraill. Canfu'r ymchwil, Mae ychwanegu dau neu fwy o ocsidau daear prin at serameg alwmina gyda'i gilydd yn well nag ychwanegu un ocsid daear prin at serameg alwmina. Ar ôl prawf optimeiddio, Y2O3 + CeO2 sy'n cael yr effaith orau. Pan ychwanegir 0.2% Y2O3 + 0.2% CeO2 ar 1490 ℃, gall dwysedd cymharol samplau sintered gyrraedd 96.2%, sy'n fwy na dwysedd samplau gydag unrhyw ocsid daear prin Y2O3 neu CeO2 yn unig.

Mae effaith La2O3 + Y2O3, Sm2O3 + La2O3 wrth hyrwyddo sintro yn well nag ychwanegu La2O3 yn unig, ac mae'r ymwrthedd gwisgo yn amlwg wedi gwella. Mae hefyd yn dangos nad yw cymysgu dau ocsid daear prin yn ychwanegiad syml, ond mae rhyngweithio rhyngddynt, sy'n fwy buddiol i sintering a gwella perfformiad serameg alwmina, ond mae'r egwyddor i'w hastudio o hyd.

Yn ogystal, canfyddir y gall ychwanegu ocsidau metel daear prin cymysg fel sintering AIDS wella mudo deunyddiau, hyrwyddo sintering cerameg MgO a gwella'r dwysedd. Fodd bynnag, pan fo cynnwys ocsid metel cymysg yn fwy na 15%, mae'r dwysedd cymharol yn gostwng ac mae'r mandylledd agored yn cynyddu.

Yn ail, dylanwad ocsidau daear prin ar briodweddau haenau ceramig

Mae ymchwil presennol yn dangos y gall elfennau daear prin fireinio'r maint grawn, cynyddu'r dwysedd, gwella'r microstrwythur a phuro'r rhyngwyneb. Mae'n chwarae rhan unigryw wrth wella cryfder, caledwch, caledwch, ymwrthedd gwisgo a gwrthiant cyrydiad haenau ceramig, sy'n gwella perfformiad haenau ceramig i raddau ac yn ehangu ystod cymhwyso haenau ceramig.

1

Gwella priodweddau mecanyddol haenau ceramig gan ocsidau daear prin

Gall ocsidau daear prin wella'n sylweddol galedwch, cryfder plygu a chryfder bondio tynnol haenau ceramig. Mae'r canlyniadau arbrofol yn dangos y gellir gwella cryfder tynnol y cotio yn effeithiol trwy ddefnyddio Lao _ 2 fel ychwanegyn mewn deunydd Al2O3 + 3% TiO _ 2, a gall cryfder y bond tynnol gyrraedd 27.36MPa pan fydd swm Lao _ 2 yn 6.0 %. Ychwanegu CeO2 gyda ffracsiwn màs o 3.0% a 6.0% i ddeunydd Cr2O3, Mae cryfder bondio tynnol y cotio rhwng 18 ~ 25MPa, sy'n fwy na'r 12 ~ 16MPa gwreiddiol Fodd bynnag, pan fo cynnwys CeO2 yn 9.0%, y tynnol cryfder bond yn gostwng i 12 ~ 15MPa.

2

Gwella ymwrthedd sioc thermol cotio ceramig gan ddaear prin

Mae prawf gwrthsefyll sioc thermol yn brawf pwysig i adlewyrchu'n ansoddol y cryfder bondio rhwng cotio a swbstrad a chyfateb cyfernod ehangu thermol rhwng cotio a swbstrad. Mae'n adlewyrchu'n uniongyrchol gallu cotio i wrthsefyll plicio pan fydd y tymheredd yn newid bob yn ail yn ystod y defnydd, ac mae hefyd yn adlewyrchu gallu cotio i wrthsefyll blinder sioc fecanyddol a gallu bondio gyda swbstrad o'r ochr.Therefore, mae hefyd yn ffactor allweddol i farnu'r ansawdd y cotio ceramig.

Mae'r ymchwil yn dangos y gall ychwanegu 3.0% CeO2 leihau'r mandylledd a maint mandwll yn y cotio, a lleihau'r crynodiad straen ar ymyl mandyllau, gan wella ymwrthedd sioc thermol cotio Cr2O3. Fodd bynnag, gostyngodd mandylledd cotio ceramig Al2O3, a chynyddodd cryfder bondio a bywyd methiant sioc thermol y cotio yn amlwg ar ôl ychwanegu LaO2. Pan fo swm ychwanegol LaO2 yn 6% (ffracsiwn màs), ymwrthedd sioc thermol y cotio yw'r gorau, a gall bywyd methiant sioc thermol gyrraedd 218 gwaith, tra mai dim ond 163 yw bywyd methiant sioc thermol y cotio heb LaO2. amseroedd.

3

Mae ocsidau daear prin yn effeithio ar wrthwynebiad gwisgo haenau

Yr ocsidau daear prin a ddefnyddir i wella ymwrthedd gwisgo haenau ceramig yw CeO2 a La2O3 yn bennaf. Gall eu strwythur haenog hecsagonol ddangos swyddogaeth iro dda a chynnal eiddo cemegol sefydlog ar dymheredd uchel, a all wella'r ymwrthedd gwisgo yn effeithiol a lleihau'r cyfernod ffrithiant.

Mae'r ymchwil yn dangos bod cyfernod ffrithiant y cotio gyda swm cywir o CeO2 yn fach ac yn sefydlog. Dywedwyd y gall ychwanegu La2O3 at araen cermet wedi'i chwistrellu â nicel plasma yn amlwg leihau gwisgo ffrithiant a chyfernod cotio ffrithiant, ac mae'r cyfernod ffrithiant yn sefydlog heb fawr o amrywiad. Mae wyneb traul haenen cladin heb bridd prin yn dangos adlyniad difrifol a thoriad brau a asglodi, Fodd bynnag, mae'r gorchudd sy'n cynnwys pridd prin yn dangos adlyniad gwan ar yr wyneb treuliedig, ac nid oes unrhyw arwydd o ardal fawr yn asglodi brau. Mae microstrwythur cotio â dop daear prin yn ddwysach ac yn fwy cryno, ac mae'r mandyllau yn cael eu lleihau, sy'n lleihau'r grym ffrithiant cyfartalog a gludir gan ronynnau microsgopig ac yn lleihau ffrithiant a gwisgo Gall dopio daear prin hefyd gynyddu pellter awyren grisial cermets, Mae'n arwain i newid y grym rhyngweithio rhwng y ddau wyneb grisial ac yn lleihau'r cyfernod ffrithiant.

Crynodeb:

Er bod ocsidau daear prin wedi gwneud cyflawniadau mawr wrth gymhwyso deunyddiau a haenau ceramig, a all wella microstrwythur a phriodweddau mecanyddol deunyddiau a haenau ceramig yn effeithiol, mae yna lawer o briodweddau anhysbys o hyd, yn enwedig wrth leihau ffrithiant a wear.How i wneud y cryfder a gwisgo ymwrthedd o ddeunyddiau gydweithredu â'u priodweddau iro wedi dod yn gyfeiriad pwysig yn deilwng o drafodaeth ym maes triboleg.

Ffôn: +86-21-20970332Ebost:info@shxlchem.com