Was hat der Einfluss von Seltenen Erdoxiden in Keramikbeschichtungen?

Keramik, Metallmaterialien und Polymermaterialien werden als drei Hauptmaterialien aufgeführt. Keramik hat viele hervorragende Eigenschaften wie Hochtemperaturwiderstand, Korrosionsbeständigkeit, Verschleißresistenz usw., da der Atombindungsmodus der Keramik eine ionische Bindung, die kovalente Bindung oder eine gemischte ionkovalente Bindung mit hoher Bindungsenergie ist. Die Keramikbeschichtung kann das Aussehen, die Struktur und die Leistung der äußeren Oberfläche des Substrats verändern, und es wird für seine neue Leistung bevorzugt. Es kann die ursprünglichen Merkmale des Substrats organisch mit den Eigenschaften von hoher Temperaturfestigkeit, hoher Verschleißfestigkeit und hoher Korrosionsbeständigkeit von Keramikmaterialien kombinieren und den umfassenden Vorteilen der beiden Arten von Materialien volles Spiel verleihen. Daher wird es in der Luft- und Raumfahrt, Luftfahrt, nationaler Verteidigung, chemischer Industrie und anderen Branchen weit verbreitet.

Seltenerde wird aufgrund seiner einzigartigen elektronischen 4F -Struktur sowie der physikalischen und chemischen Eigenschaften als „Schatzhause“ neuer Materialien bezeichnet. Reine Seltenerdmetalle werden jedoch selten direkt in der Forschung eingesetzt, und es werden meist Seltenerdverbindungen verwendet. Die häufigsten Verbindungen sind CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES und Ferrosilicon. Diese Verbindungen für seltene Erden können die Struktur und Eigenschaften von Keramikmaterialien und Keramikbeschichtungen verbessern.

Ich Anwendung von seltenen Erdoxiden in Keramikmaterialien

Durch das Hinzufügen von Seltenerdelementen als Stabilisatoren und Sinterhilfen zu verschiedenen Keramiken kann die Sintertemperatur reduziert, die Stärke und Zähigkeit einiger Strukturkeramiken verbessert und so die Produktionskosten senken. Gleichzeitig spielen Seltenerdelemente auch eine sehr wichtige Rolle bei Halbleitergassensoren, Mikrowellenmedien, piezoelektrischer Keramik und anderen funktionellen Keramik. Die Untersuchung ergab, dass das Hinzufügen von zwei oder mehr seltenen Erdoxiden zu Aluminiumoxidkeramik besser ist, als ein einzelnes Seltenerdoxid zu Aluminiumoxidkeramik hinzuzufügen. Nach dem Optimierungstest hat Y2O3+CEO2 den besten Effekt. Wenn 0,2%Y2O3+0,2%CEO2 bei 1490 ℃ zugesetzt werden, kann die relative Dichte von gesinterten Proben 96,2%erreichen, was die Dichte von Proben mit jedem Seltenen Erdoxid Y2O3 oder CEO2 allein überschreitet.

Die Wirkung von LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3 auf die Förderung des Sinterns ist besser als das Hinzufügen von nur LA2O3, und der Verschleißfestigkeit wird offensichtlich verbessert. Es zeigt auch, dass das Mischen von zwei Seltenen Erdoxiden keine einfache Ergänzung ist, aber es gibt eine Wechselwirkung zwischen ihnen, was für die Sintern und Leistungsverbesserung der Aluminiumoxidkeramik vorteilhafter ist, aber das Prinzip bleibt noch zu untersuchen.

Darüber hinaus wurde festgestellt, dass die Zugabe von gemischten Metalloxiden von Seltener erd als Sinterhilfen die Migration von Materialien verbessern, das Sintern der MGO -Keramik fördern und die Dichte verbessern kann. Wenn der Gehalt an gemischtem Metalloxid jedoch über 15%beträgt, nimmt die relative Dichte ab und die offene Porosität nimmt zu.

Zweitens der Einfluss von Seltenerdoxiden auf die Eigenschaften von Keramikbeschichtungen

Bestehende Untersuchungen zeigen, dass Seltenerdelemente die Korngröße verfeinern, die Dichte erhöhen, die Mikrostruktur verbessern und die Grenzfläche reinigen können. Es spielt eine einzigartige Rolle bei der Verbesserung der Stärke, Zähigkeit, Härte, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Keramikbeschichtungen, was die Leistung von Keramikbeschichtungen in gewissem Maße verbessert und den Anwendungsbereich von Keramikbeschichtungen erweitert.

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Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Keramikbeschichtungen durch Seltenerdoxide

Seltenerdoxide können die Härte, Biegefestigkeit und die Zugfestigkeit von Keramikbeschichtungen erheblich verbessern. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit der Beschichtung durch die Verwendung von LAO _ 2 als Additiv in Al2O3+3% TiO _ 2 Material effektiv verbessert werden kann, und die Zugfestigkeit von Zugbindungen kann 27,36 mPa erreichen, wenn die Menge von LAO _ 2 6,0% beträgt. Fügt CEO2 mit Massenanteil von 3,0% und 6,0% in CR2O3 -Material hinzu, die Zugfestigkeit der Beschichtung zwischen 18 ~ 25 MPa, was größer als die ursprüngliche 12 bis 16 MPa ist. Wenn der Gehalt an CEO2 jedoch 9,0% beträgt, nimmt die Zugfestigkeit auf 12 ~ 15 mPa ab.

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Verbesserung der thermischen Schockresistenz der Keramikbeschichtung durch Seltene Erde

Der thermische Schockwiderstandstest ist ein wichtiger Test, um die Bindungsstärke zwischen Beschichtung und Substrat und der Anpassung des thermischen Expansionskoeffizienten zwischen Beschichtung und Substrat qualitativ widerzuspiegeln. Es spiegelt direkt die Fähigkeit der Beschichtung wider, das Schälen zu widerstehen, wenn sich die Temperatur während des Gebrauchs abwechselnd ändert, und spiegelt auch die Fähigkeit der Beschichtung wider, der mechanischen Schockermüdungs- und Bindungsfähigkeit mit Substrat von der Seite zu widerstehen. Daher ist es auch der Schlüsselfaktor, um die Qualität der Keramikbeschichtung zu beurteilen.

Die Untersuchung zeigt, dass die Zugabe von 3,0%CEO2 die Porosität und Porengröße bei der Beschichtung verringern und die Spannungskonzentration am Rand der Poren verringern und so die thermische Schockwiderstand der CR2O3 -Beschichtung verbessert. Die Porosität der al2o3 -Keramikbeschichtung nahm jedoch ab, und die Lebensdauer der Bindungsstärke und der thermische Schockversagen der Beschichtung nahm nach dem Zugabe von LAO2 offensichtlich zu. Wenn die Additionsmenge von LAO2 6% (Massenfraktion) beträgt, ist der thermische Schockwiderstand der Beschichtung die beste, und die Lebensdauer des thermischen Schocks kann das 218 -mal erreichen, während die Lebensdauer der thermischen Schockversagen der Beschichtung ohne LAO2 nur 163 Mal beträgt.

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Seltenerdoxide beeinflussen die Verschleißfestigkeit von Beschichtungen

Die Seltenerdoxide, die zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Keramikbeschichtungen verwendet werden, sind hauptsächlich CEO2 und LA2O3. Ihre hexagonale Schichtstruktur kann eine gute Schmierungfunktion aufweisen und stabile chemische Eigenschaften bei hoher Temperatur aufrechterhalten, was den Verschleißfestigkeit effektiv verbessern und den Reibungskoeffizienten verringern kann.

Die Untersuchung zeigt, dass der Reibungskoeffizient der Beschichtung mit der ordnungsgemäßen Menge an CEO2 klein und stabil ist. Es wurde berichtet, dass die Zugabe von LA2O3 zu Plasma-Sprühed-Cermet-Beschichtung auf Nickelbasis offensichtlich den Reibungsverschleiß und den Reibungskoeffizienten der Beschichtung verringern kann, und der Reibungskoeffizient ist mit geringer Schwankung stabil. Die Verschleißoberfläche der verschmierten Schicht ohne seltene Erde zeigt eine ernsthafte Haftung und eine spröde Fraktur und Abspaltung. Die Beschichtung, die seltene Erde enthält, zeigt jedoch eine schwache Adhäsion auf der abgenutzten Oberfläche, und es gibt keine Anzeichen von großartigen Spritzverpackungen. Die Mikrostruktur der seltenen Erdbeschichtung ist dichter und kompakter, und die Poren sind reduziert, wodurch die durchschnittliche Reibungskraft, die von mikroskopischen Partikeln getragen wird, reduziert und die Reibung verringert und der Verschleiß dopierender Seltenerde auch die Kristallebene-Abstand von Cermets erhöht, sie führt zur Veränderung der Wechselwirkungskraft zwischen den beiden Kristallfakten und der Verringerung der Reibungskoezikte.

Zusammenfassung:

Obwohl Seltene erdoxide bei der Anwendung von Keramikmaterialien und -beschichtungen große Errungenschaften erzielt haben, die die Mikrostruktur und die mechanischen Eigenschaften von Keramikmaterialien und -beschichtungen wirksam verbessern können, gibt es immer noch viele unbekannte Eigenschaften, insbesondere bei der Verringerung der Reibung und Verschleiß.

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