Wat ass den Afloss vu seltenen Äerdoxiden op Keramikbeschichtungen?

Keramik, Metallmaterialien a Polymermaterialien ginn als déi dräi wichtegst fest Materialien opgezielt. Keramik huet vill exzellent Eegeschaften, wéi héich Temperaturbeständegkeet, Korrosiounsbeständegkeet, Verschleißbeständegkeet, etc., well d'Atombindungsmethod vun der Keramik ionesch Bindung, kovalent Bindung oder gemëscht ion-kovalent Bindung mat héijer Bindungsenergie ass. Keramikbeschichtunge kënnen d'Erscheinung, d'Struktur an d'Leeschtung vun der äusserer Uewerfläch vum Substrat änneren. Beschichtung-Substrat-Komposit ass wéinst senger neier Leeschtung bevorzugt. Et kann déi ursprénglech Charakteristike vum Substrat organesch mat de Charakteristike vun héijer Temperaturbeständegkeet, héijer Verschleißbeständegkeet an héijer Korrosiounsbeständegkeet vu Keramikmaterialien kombinéieren, an déi ëmfaassend Virdeeler vun den zwou Materialien voll ausnotzen, sou datt et wäit verbreet an der Loftfaart, der Loftfaart, der nationaler Verteidegung, der chemescher Industrie an aneren Industrien agesat gëtt.

Selten Äerdmetaller ginn als "Schatzkammer" vun neie Materialien bezeechent, wéinst hirer eenzegaarteger 4f elektronescher Struktur a physikaleschen a chemeschen Eegeschaften. Wéi och ëmmer, reng Selten Äerdmetaller ginn nëmme selten direkt an der Fuerschung benotzt, a meeschtens ginn et Selten Äerdverbindungen. Déi heefegst Verbindunge sinn CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS a Selten Äerdferrosilizium. Dës Selten Äerdverbindunge kënnen d'Struktur an d'Eegeschafte vu Keramikmaterialien a Keramikbeschichtungen verbesseren.

Uwendung vu seltenen Äerdoxiden a Keramikmaterialien

D'Zousätzlech vu seltenen Äerdelementer als Stabilisatoren an Sinter-AIDS zu verschiddene Keramikmaterialien kann d'Sintertemperatur reduzéieren, d'Festigkeit an d'Zähegkeet vu bestëmmte strukturelle Keramikmaterialien verbesseren an doduerch d'Produktiounskäschte reduzéieren. Gläichzäiteg spille selten Äerdelementer och eng ganz wichteg Roll a Hallefleedergassensoren, Mikrowellenmedien, piezoelektrescher Keramik an aner funktioneller Keramik. D'Fuerschung huet festgestallt, datt d'Zousätzlech vun zwou oder méi seltenen Äerdoxiden zu Aluminiumoxidkeramik besser ass wéi d'Zousätzlech vun engem eenzege seltenen Äerdoxid zu Aluminiumoxidkeramik. Nom Optimiséierungstest huet Y2O3+CeO2 dee beschten Effekt. Wann 0,2%Y2O3+0,2%CeO2 bei 1490 ℃ bäigefüügt ginn, kann déi relativ Dicht vun de gesinterte Prouwe 96,2% erreechen, wat d'Dicht vu Prouwe mat all seltenen Äerdoxid Y2O3 oder CeO2 eleng iwwerschreit.

Den Effekt vu La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3 bei der Fërderung vum Sinteren ass besser wéi dee vun der Zousaz vun nëmmen La2O3, an d'Verschleissbeständegkeet gëtt offensichtlech verbessert. Et weist och, datt d'Mëschung vun zwou seltenen Äerdoxiden keng einfach Zousaz ass, mä datt et eng Interaktioun tëscht hinnen gëtt, déi méi virdeelhaft fir d'Sinteren an d'Leeschtungsverbesserung vun Aluminiumoxidkeramik ass, awer de Prinzip muss nach ënnersicht ginn.

Zousätzlech gouf festgestallt, datt d'Zousätzlech vu gemëschte seltenen Äerdmetalloxiden als Sinter-AIDS d'Migratioun vu Materialien verbessere kann, d'Sinterung vu MgO-Keramik förderen an d'Dicht verbesseren kann. Wann den Inhalt vu gemëschte Metalloxiden awer méi wéi 15% ass, hëlt déi relativ Dicht of an d'oppe Porositéit klëmmt.

Zweetens, den Afloss vun seltenen Äerdoxiden op d'Eegeschafte vu Keramikbeschichtungen

Bestehend Fuerschunge weisen datt selten Äerdelementer d'Käregréisst verfeinere kënnen, d'Dicht erhéijen, d'Mikrostruktur verbesseren an d'Grenzfläche purifizéieren. Si spillen eng eenzegaarteg Roll bei der Verbesserung vun der Stäerkt, der Zähheet, der Häert, der Verschleißbeständegkeet an der Korrosiounsbeständegkeet vu Keramikbeschichtungen, wat d'Leeschtung vu Keramikbeschichtungen bis zu engem gewësse Grad verbessert an den Uwendungsberäich vu Keramikbeschichtungen erweidert.

1

Verbesserung vun de mechanesche Eegeschafte vu Keramikbeschichtungen duerch selten Äerdoxiden

Selten Äerdoxide kënnen d'Häert, d'Biegefestigkeit an d'Zuchbindungsfestigkeit vu Keramikbeschichtunge wesentlech verbesseren. Déi experimentell Resultater weisen, datt d'Zuchbindungsfestigkeit vun der Beschichtung effektiv verbessert ka ginn, andeems Lao-2 als Additiv am Al2O3+3% TiO-2-Material benotzt gëtt, an d'Zuchbindungsfestigkeit kann 27,36 MPa erreechen, wann d'Quantitéit u Lao-2 6,0% ass. Wann CeO2 mat engem Masseundeel vun 3,0% an 6,0% an d'Cr2O3-Material bäigefüügt gëtt, läit d'Zuchbindungsfestigkeit vun der Beschichtung tëscht 18~25 MPa, wat méi grouss ass wéi déi ursprénglech 12~16 MPa. Wann den CeO2-Gehalt awer 9,0% ass, fällt d'Zuchbindungsfestigkeit op 12~15 MPa.

2

Verbesserung vun der Wärmeschockbeständegkeet vu Keramikbeschichtungen mat seltenen Äerden

Den Thermeschockbeständegkeetstest ass en wichtegen Test fir d'Qualitéit vun der Bindungsstäerkt tëscht der Beschichtung an dem Substrat an d'Iwwereneestëmmung vum thermeschen Ausdehnungskoeffizient tëscht der Beschichtung an dem Substrat ze reflektéieren. En reflektéiert direkt d'Fäegkeet vun der Beschichtung, sech géint d'Oflafung ze wierken, wann d'Temperatur während der Benotzung ofwiesselnd ännert, an och d'Fäegkeet vun der Beschichtung, mechanesch Schockmiddegkeet an d'Bindungsfäegkeet mam Substrat vun der Säit ze widderstoen. Dofir ass et och e Schlësselfaktor fir d'Qualitéit vun der Keramikbeschichtung ze beurteelen.

D'Fuerschung weist, datt d'Zousätz vun 3,0% CeO2 d'Porositéit an d'Poregréisst an der Beschichtung reduzéiere kann, an d'Spannungskonzentratioun um Rand vun de Poren reduzéiert, wouduerch d'Wärmeschockbeständegkeet vun der Cr2O3-Beschichtung verbessert gëtt. D'Porositéit vun der Al2O3-Keramikbeschichtung ass awer erofgaang, an d'Bindungsstäerkt an d'Liewensdauer vum Wärmeschock vun der Beschichtung sinn no der Zousaz vu LaO2 däitlech eropgaang. Wann d'Zousätzlech Quantitéit u LaO2 6% (Massenundeel) ass, ass d'Wärmeschockbeständegkeet vun der Beschichtung am beschten, an d'Liewensdauer vum Wärmeschock kann dat 218-facht erreechen, während d'Liewensdauer vum Wärmeschock vun der Beschichtung ouni LaO2 nëmmen dat 163-facht ass.

3

Selten Äerdoxide beaflossen d'Verschleißbeständegkeet vu Beschichtungen

Déi selten Äerdoxide, déi benotzt gi fir d'Verschleissbeständegkeet vu Keramikbeschichtungen ze verbesseren, si meeschtens CeO2 an La2O3. Hir hexagonal Schichtstruktur kann eng gutt Schmierfunktioun weisen a stabil chemesch Eegeschafte bei héijen Temperaturen behalen, wat d'Verschleissbeständegkeet effektiv verbesseren an de Reibungskoeffizient reduzéieren kann.

D'Fuerschung weist, datt de Reibungskoeffizient vun der Beschichtung mat der richteger Quantitéit u CeO2 kleng a stabil ass. Et gouf bericht, datt d'Zousätzlech vu La2O3 zu enger plasmagespritzter Nickel-baséierter Cermet-Beschichtung däitlech de Reibungsverschleiss an de Reibungskoeffizient vun der Beschichtung reduzéiere kann, an de Reibungskoeffizient ass stabil mat wéineg Schwankungen. D'Verschleissoberfläche vun der Verkleedungsschicht ouni Seltenerden weist eng eescht Haftung a brécheg Broch a Splatterung. D'Beschichtung mat Seltenerden weist awer eng schwaach Haftung op der ofgenotzter Uewerfläch, an et gëtt kee Zeeche vu groussflächeger Brécheg Splatterung. D'Mikrostruktur vun der mat Seltenerden dotierter Beschichtung ass méi dicht a méi kompakt, an d'Poren si reduzéiert, wat déi duerchschnëttlech Reibungskraaft reduzéiert, déi vun de mikroskopesche Partikelen ausgeübt gëtt, an d'Reibung an de Verschleiss reduzéiert. D'Dotéierung vu Seltenerden kann och den Ofstand vun der Kristallfläch vu Cermetten erhéijen. Dëst féiert zu enger Ännerung vun der Interaktiounskraaft tëscht den zwou Kristallflächen a reduzéiert de Reibungskoeffizient.

Resumé:

Obwuel selten Äerdoxiden grouss Erfolleger an der Uwendung vu Keramikmaterialien a Beschichtungen erreecht hunn, wat d'Mikrostruktur an d'mechanesch Eegeschafte vu Keramikmaterialien a Beschichtungen effektiv verbessere kann, gëtt et nach ëmmer vill onbekannt Eegeschaften, besonnesch wat d'Reduktioun vu Reibung a Verschleiung ugeet. Wéi d'Festigkeet an d'Verschleißbeständegkeet vu Materialien mat hire Schmiereigenschaften zesummeschaffe kënnen, ass eng wichteg Richtung am Beräich vun der Tribologie ginn, déi diskutéiert soll ginn.

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