ما هو تأثير أكاسيد الأرض النادرة في الطلاء الخزفي؟

يتم سرد السيراميك والمواد المعدنية ومواد البوليمر كمواد صلبة ثلاثية. يحتوي السيراميك على العديد من الخصائص الممتازة ، مثل مقاومة درجات الحرارة العالية ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل ، وما إلى ذلك ، لأن وضع الترابط الذري للسيراميك هو الرابطة الأيونية ، أو الرابطة التساهمية أو الرابطة المتساوية الأيونية المختلطة مع طاقة الرابطة العالية. يمكن أن يغير طلاء السيراميك مظهر وبنية وأداء السطح الخارجي للركيزة ، ويفضل المركب المركب للطلاء لأدائه الجديد. يمكن أن يجمع بشكل عضوي بين الخصائص الأصلية للركيزة مع خصائص مقاومة عالية في درجة الحرارة ، ومقاومة التآكل العالية ومقاومة التآكل العالية للمواد السيراميكية ، وإعطاء اللعب الكامل للمزايا الشاملة لنوعين من المواد ، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في الفضاء والطيران والدفاع الوطني والصناعة الكيميائية وغيرها من الصناعات.

تسمى الأرض النادرة "منزل الكنز" للمواد الجديدة ، بسبب بنيتها الإلكترونية 4F الفريدة والخصائص الفيزيائية والكيميائية. ومع ذلك ، نادراً ما تستخدم المعادن الأرضية النادرة النادرة مباشرة في البحث ، ويتم استخدام مركبات الأرض النادرة في الغالب. أكثر المركبات شيوعًا هي CEO2 ، LA2O3 ، Y2O3 ، LAF3 ، CEF ، CES و RARE Earth Ferrosilicon. هذه المركبات الأرضية النادرة يمكن أن تحسن هيكل وخصائص المواد السيراميكية والقرص الخزفية.

أنا تطبيق أكاسيد الأرض النادرة في المواد الخزفية

إن إضافة عناصر أرضية نادرة كمثبتات ومساعدات تلبد إلى السيراميك المختلفة يمكن أن تقلل من درجة حرارة التلبيد ، وتحسين قوة وصباقة بعض السيراميك الهيكلي ، وبالتالي تقليل تكلفة الإنتاج. في الوقت نفسه ، تلعب عناصر الأرض النادرة أيضًا دورًا مهمًا للغاية في أجهزة استشعار غاز أشباه الموصلات ووسائط الميكروويف والسيراميك الكهروضوئي والسيراميك الوظيفي الأخرى. وجد البحث ، أن إضافة أكاسدين أو أكثر نادرًا إلى السيراميك للألومينا معًا أفضل من إضافة أكسيد أرض نادر واحد إلى السيراميك للألومينا. بعد اختبار التحسين ، يتمتع Y2O3+CEO2 بأفضل تأثير. عند إضافة 0.2 ٪ Y2O3+0.2 ٪ CEO2 عند 1490 ℃ ، يمكن أن تصل الكثافة النسبية للعينات الملبدة إلى 96.2 ٪ ، مما يتجاوز كثافة العينات مع أي أكسيد الأرض النادر Y2O3 أو الرئيس التنفيذي وحده.

تأثير LA2O3+Y2O3 ، SM2O3+LA2O3 في الترويج للتلبيخ أفضل من إضافة LA2O3 فقط ، ومن الواضح أن مقاومة التآكل قد تحسنت. كما يوضح أن خلط اثنين من أكاسيد الأرض النادرة ليس إضافة بسيطة ، ولكن هناك تفاعل بينهما ، وهو أكثر فائدة للتلبيخ وتحسين الأداء من السيراميك الألومينا ، ولكن لا يزال المبدأ الذي يتعين دراسته.

بالإضافة إلى ذلك ، وجد أن إضافة أكاسيد المعادن الأرضية المختلطة كمساعدات تلبيد يمكن أن تحسن هجرة المواد ، وتعزيز تلبيد السيراميك MGO وتحسين الكثافة. ومع ذلك ، عندما يكون محتوى أكسيد المعادن المختلط أكثر من 15 ٪ ، تنخفض الكثافة النسبية ويزيد المسامية المفتوحة.

ثانياً ، تأثير أكاسيد الأرض النادرة على خصائص الطلاء الخزفي

تُظهر الأبحاث الحالية أن العناصر الأرضية النادرة يمكنها تحسين حجم الحبوب ، وزيادة الكثافة ، وتحسين البنية المجهرية وتنقية الواجهة. إنه يلعب دورًا فريدًا في تحسين القوة والصلابة والصلابة ومقاومة التآكل ومقاومة التآكل للطلاء الخزفي ، مما يحسن أداء الطلاء الخزفي إلى حد ما وتوسيع نطاق تطبيق الطلاء الخزفي.

1

تحسين الخواص الميكانيكية للطلاء السيراميك بواسطة أكاسيد الأرض النادرة

يمكن لأكاسيد الأرض النادرة أن تحسن بشكل كبير من الصلابة وقوة الانحناء وقوة الترابط الشد للطلاء الخزفي. تُظهر النتائج التجريبية أن قوة الشد للطلاء يمكن تحسينها بفعالية باستخدام LAO _ 2 كضافة في مادة AL2O3+3 ٪ TIO _ 2 ، ويمكن أن تصل قوة الرابطة الشد إلى 27.36mpa عندما تكون كمية Lao _ 2 6.0 ٪. إضافة CEO2 مع جزء الكتلة من 3.0 ٪ و 6.0 ٪ في مادة CR2O3 ، تتراوح قوة الترابط الشد للطلاء بين 18 ~ 25MPa ، وهو أكبر من 12 ~ 16mpa الأصلي ، ومع ذلك ، عندما يكون محتوى CEO2 9.0 ٪ ، تقل قوة رابطة الشد إلى 12 ~ 15mpa.

2

تحسين مقاومة الصدمة الحرارية للطلاء السيراميك بأرض نادرة

يعد اختبار مقاومة الصدمات الحرارية اختبارًا مهمًا ليعكس نوعًا ما قوة الترابط بين الطلاء والركيزة ومطابقة معامل التمدد الحراري بين الطلاء والركيزة. إنه يعكس بشكل مباشر قدرة الطلاء على مقاومة التقشير عندما تتغير درجة الحرارة بالتناوب أثناء الاستخدام ، ويعكس أيضًا قدرة الطلاء على مقاومة التعب الميكانيكي وقدرة الترابط مع الركيزة من الجانب.

يوضح البحث أن إضافة 3.0 ٪ CEO2 يمكن أن يقلل من المسامية وحجم المسام في الطلاء ، ويقلل من تركيز الإجهاد على حافة المسام ، وبالتالي تحسين مقاومة الصدمة الحرارية لطلاء CR2O3. ومع ذلك ، انخفضت مسامية طلاء السيراميك AL2O3 ، وزادت قوة الترابط وعمر الصدمة الحرارية للطلاء بشكل واضح بعد إضافة LAO2. عندما تكون كمية الإضافة من LAO2 6 ٪ (جزء الكتلة) ، فإن مقاومة الصدمة الحرارية للطلاء هي الأفضل ، ويمكن أن تصل حياة فشل الصدمة الحرارية إلى 218 مرة ، في حين أن عمر الصدمة الحرارية للطلاء بدون LAO2 هو 163 مرة فقط.

3

تؤثر أكاسيد الأرض النادرة على مقاومة تآكل الطلاء

أكاسيد الأرض النادرة المستخدمة لتحسين مقاومة التآكل للطلاء الخزفي هي في الغالب CEO2 و LA2O3. يمكن أن يظهر بنية الطبقات السداسية وظيفة تزييت جيدة والحفاظ على خصائص كيميائية مستقرة في درجة حرارة عالية ، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال مقاومة التآكل وتقليل معامل الاحتكاك.

يوضح البحث أن معامل الاحتكاك للطلاء مع كمية مناسبة من المدير التنفيذي صغير ومستقر. وقد تم الإبلاغ عن أن إضافة LA2O3 إلى طلاء Cermet الذي يرش البلازما يمكن أن يقلل بوضوح من ارتداء الاحتكاك ومعامل الاحتكاك للطلاء ، ومعامل الاحتكاك مستقر مع القليل من التقلبات. يظهر سطح التآكل لطبقة الكسوة بدون أرض نادرة التصاق خطيرًا وكسرًا هشًا وفرشًا ، ومع ذلك ، فإن الطلاء الذي يحتوي على أرض نادرة يظهر الالتصاق الضعيف على السطح البالي ، ولا توجد علامة على التثبيت الهش في منطقة كبيرة. البنية المجهرية للطلاء النادر المخبأ بالأرض أكثر كثافة وأكثر إحكاما ، ويتم تقليل المسام ، مما يقلل من متوسط ​​قوة الاحتكاك التي تتحملها الجسيمات المجهرية وتقلل من الاحتكاك وارتداء الأرض النادرة يمكن أن تزيد من مسافة الطائرة البلورية من الأبعاد.

ملخص:

على الرغم من أن أكاسيد الأرض النادرة حققت إنجازات كبيرة في تطبيق المواد والطلاء السيراميك ، والتي يمكن أن تحسن بشكل فعال من البنية المجهرية والخصائص الميكانيكية للمواد السيراميكية والطلاء ، لا تزال هناك العديد من الخصائص غير المعروفة ، خاصة في الحد من الاحتكاك والملابس.

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