सिरेमिक कोटिंग्जमध्ये दुर्मिळ पृथ्वीच्या ऑक्साईडचा प्रभाव काय आहे?

सिरेमिक्स, मेटल मटेरियल आणि पॉलिमर मटेरियल तीन प्रमुख घन सामग्री म्हणून सूचीबद्ध आहेत. सिरेमिकमध्ये उच्च तापमान प्रतिरोध, गंज प्रतिरोध, पोशाख प्रतिरोध इ. यासारखे बरेच उत्कृष्ट गुणधर्म आहेत कारण सिरेमिकचा अणु बंधन मोड आयनिक बॉन्ड, कोव्हॅलेंट बॉन्ड किंवा उच्च बाँड उर्जेसह मिश्रित आयन-कोव्हलेंट बॉन्ड आहे. सिरेमिक कोटिंग सब्सट्रेटच्या बाह्य पृष्ठभागाचे स्वरूप, रचना आणि कार्यक्षमता बदलू शकते, कोटिंग-सबस्ट्रेट कंपोझिट त्याच्या नवीन कामगिरीसाठी अनुकूल आहे. हे सब्सट्रेटची मूळ वैशिष्ट्ये उच्च तापमान प्रतिकार, उच्च पोशाख प्रतिकार आणि सिरेमिक सामग्रीच्या उच्च गंज प्रतिकार या वैशिष्ट्यांसह सेंद्रियपणे एकत्र करू शकते आणि दोन प्रकारच्या सामग्रीच्या विस्तृत फायद्यांना संपूर्ण नाटक देऊ शकते, म्हणून याचा मोठ्या प्रमाणात एरोस्पेस, विमानचालन, राष्ट्रीय संरक्षण, रासायनिक उद्योग आणि इतर उद्योगांमध्ये वापर केला जाऊ शकतो.

दुर्मिळ पृथ्वीला नवीन सामग्रीचे “ट्रेझर हाऊस” म्हणतात, कारण त्याच्या अद्वितीय 4 एफ इलेक्ट्रॉनिक रचना आणि भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्मांमुळे. तथापि, शुद्ध दुर्मिळ पृथ्वी धातू क्वचितच थेट संशोधनात वापरली जातात आणि दुर्मिळ पृथ्वी संयुगे मुख्यतः वापरली जातात. सीईओ 2, एलए 2 ओ 3, वाई 2 ओ 3, एलएएफ 3, सीईएफ, सीईएस आणि दुर्मिळ पृथ्वी फेरोसिलिकॉन ही सर्वात सामान्य संयुगे आहेत. हे दुर्मिळ पृथ्वी संयुगे सिरेमिक साहित्य आणि सिरेमिक कोटिंग्जची रचना आणि गुणधर्म सुधारू शकतात.

मी सिरेमिक मटेरियलमध्ये दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईडचा वापर करतो

वेगवेगळ्या सिरेमिकमध्ये स्टेबिलायझर्स आणि सिन्टरिंग एड्स म्हणून दुर्मिळ पृथ्वीवरील घटक जोडणे, सिंटरिंग तापमान कमी करू शकते, काही स्ट्रक्चरल सिरेमिकची शक्ती आणि कठोरपणा सुधारू शकते आणि अशा प्रकारे उत्पादन खर्च कमी करू शकतो. त्याच वेळी, दुर्मिळ पृथ्वी घटक सेमीकंडक्टर गॅस सेन्सर, मायक्रोवेव्ह मीडिया, पायझोइलेक्ट्रिक सिरेमिक्स आणि इतर फंक्शनल सिरेमिक्समध्ये देखील एक महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतात. संशोधनात असे आढळले आहे की, एल्युमिना सिरेमिक्समध्ये दोन किंवा अधिक दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड्स जोडणे एल्युमिना सिरेमिक्समध्ये एकच दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड जोडण्यापेक्षा चांगले आहे. ऑप्टिमायझेशन चाचणीनंतर, Y2O3+मुख्य कार्यकारी अधिकारी 2 चा उत्कृष्ट प्रभाव आहे. जेव्हा 0.2%Y2O3+0.2%सीईओ 2 1490 ℃ वर जोडले जाते, तेव्हा सिंटर्ड नमुन्यांची सापेक्ष घनता .2 .2 .२%पर्यंत पोहोचू शकते, जी केवळ एकट्या कोणत्याही दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड Y2O3 किंवा सीईओ 2 असलेल्या नमुन्यांच्या घनतेपेक्षा जास्त आहे.

सिन्टरिंगला प्रोत्साहन देताना एलए 2 ओ 3+वाई 2 ओ 3, एसएम 2 ओ 3+एलए 2 ओ 3 चा प्रभाव केवळ एलए 2 ओ 3 जोडण्यापेक्षा चांगला आहे आणि पोशाख प्रतिकार स्पष्टपणे सुधारला आहे. हे देखील दर्शविते की दोन दुर्मिळ पृथ्वीच्या ऑक्साईड्सचे मिश्रण एक साधे जोड नाही, परंतु त्यांच्यात एक संवाद आहे, जे एल्युमिना सिरेमिकच्या सिंटरिंग आणि कामगिरी सुधारण्यासाठी अधिक फायदेशीर आहे, परंतु तत्त्वाचा अभ्यास करणे बाकी आहे.

याव्यतिरिक्त, असे आढळले आहे की सिनटरिंग एड्स म्हणून मिश्रित दुर्मिळ पृथ्वी धातूच्या ऑक्साईडची भर घालण्यामुळे सामग्रीचे स्थलांतर सुधारू शकते, एमजीओ सिरेमिकच्या सिन्टरिंगला प्रोत्साहन मिळू शकते आणि घनता सुधारू शकते. तथापि, जेव्हा मिश्र धातुच्या ऑक्साईडची सामग्री 15%पेक्षा जास्त असते, तेव्हा सापेक्ष घनता कमी होते आणि ओपन पोर्सिटी वाढते.

दुसरे म्हणजे, सिरेमिक कोटिंग्जच्या गुणधर्मांवर दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईडचा प्रभाव

विद्यमान संशोधन असे दर्शविते की दुर्मिळ पृथ्वी घटक धान्य आकार परिष्कृत करू शकतात, घनता वाढवू शकतात, मायक्रोस्ट्रक्चर सुधारू शकतात आणि इंटरफेस शुद्ध करू शकतात. सिरेमिक कोटिंग्जची शक्ती, कठोरपणा, कडकपणा, परिधान करणे आणि गंज प्रतिकार सुधारण्यात ही एक अनोखी भूमिका आहे, ज्यामुळे सिरेमिक कोटिंग्जची कार्यक्षमता काही प्रमाणात सुधारते आणि सिरेमिक कोटिंग्जची अनुप्रयोग श्रेणी विस्तृत होते.

1

दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईडद्वारे सिरेमिक कोटिंग्जच्या यांत्रिक गुणधर्मांची सुधारणा

दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड सिरेमिक कोटिंग्जची कडकपणा, वाकणे सामर्थ्य आणि तणावपूर्ण बंधन शक्ती लक्षणीय सुधारू शकते. प्रायोगिक परिणाम दर्शविते की कोटिंगची तन्य शक्ती एलएओ _ 2 चा वापर करून एएल 2 ओ 3+3% टीआयओ _ 2 सामग्रीमध्ये अ‍ॅडिटीव्ह म्हणून प्रभावीपणे सुधारित केली जाऊ शकते आणि जेव्हा लाओ _ 2 ची रक्कम 6.0% असते तेव्हा तन्य बॉन्डची ताकद 27.36 एमपीए पर्यंत पोहोचू शकते. सीआर 2 ओ 3 मटेरियलमध्ये 3.0% आणि 6.0% च्या वस्तुमान अंशांसह सीईओ 2 जोडणे, कोटिंगची टेन्सिल बॉन्डिंग सामर्थ्य 18 ते 25 एमपीए दरम्यान असते, जे मूळ 12 ~ 16 एमपीएपेक्षा जास्त असते, जेव्हा सीईओ 2 ची सामग्री 9.0% असते तेव्हा तणावपूर्ण बंधन शक्ती 12 ~ 15 एमपीएवर कमी होते.

2

दुर्मिळ पृथ्वीद्वारे सिरेमिक लेपच्या थर्मल शॉक प्रतिरोधात सुधारणा

कोटिंग आणि सब्सट्रेट आणि लेप आणि सब्सट्रेट दरम्यान थर्मल विस्तार गुणांक जुळणी दरम्यान गुणात्मक प्रतिबिंबित करण्यासाठी थर्मल शॉक रेझिस्टन्स टेस्ट ही एक महत्त्वपूर्ण चाचणी आहे. जेव्हा तापमान वापरादरम्यान वैकल्पिकरित्या बदलते तेव्हा सोलून प्रतिकार करण्याची क्षमता थेट प्रतिबिंबित करते आणि मेकॅनिकल शॉक थकवा आणि बाजूने सब्सट्रेटसह बॉन्डिंग क्षमतेचा प्रतिकार करण्यासाठी कोटिंगची क्षमता देखील प्रतिबिंबित करते. म्हणूनच, सिरेमिक कोटिंगच्या गुणवत्तेचा न्याय करणे हे देखील मुख्य घटक आहे.

संशोधनात असे दिसून आले आहे की 3.0%सीईओ 2 ची भर घालण्यामुळे कोटिंगमधील पोर्शिटी आणि छिद्र आकार कमी होऊ शकतो आणि छिद्रांच्या काठावर ताण एकाग्रता कमी होऊ शकते, ज्यामुळे सीआर 2 ओ 3 कोटिंगचा थर्मल शॉक प्रतिरोध सुधारतो. तथापि, अल 2 ओ 3 सिरेमिक कोटिंगची पोर्सिटी कमी झाली आणि लेओ 2 जोडल्यानंतर कोटिंगचे बंधन शक्ती आणि थर्मल शॉक अपयशी जीवन स्पष्टपणे वाढले. जेव्हा एलओओ 2 ची भर घालणारी रक्कम 6% (वस्तुमान अंश) असते, तेव्हा कोटिंगचा थर्मल शॉक प्रतिरोध सर्वोत्कृष्ट असतो आणि थर्मल शॉक अपयश जीवन 218 वेळा पोहोचू शकते, तर एलओओ 2 शिवाय कोटिंगचे थर्मल शॉक अपयशी जीवन केवळ 163 वेळा असते.

3

दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड्स कोटिंग्जच्या पोशाख प्रतिकारांवर परिणाम करतात

सिरेमिक कोटिंग्जचा पोशाख प्रतिकार सुधारण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या दुर्मिळ पृथ्वी ऑक्साईड्स मुख्यतः सीईओ 2 आणि एलए 2 ओ 3 आहेत. त्यांची हेक्सागोनल लेयर्ड स्ट्रक्चर चांगले वंगण कार्य दर्शवू शकते आणि उच्च तापमानात स्थिर रासायनिक गुणधर्म राखू शकते, जे पोशाख प्रतिकार प्रभावीपणे सुधारू शकते आणि घर्षण गुणांक कमी करू शकते.

संशोधनात असे दिसून आले आहे की सीईओ 2 च्या योग्य प्रमाणात कोटिंगचे घर्षण गुणांक लहान आणि स्थिर आहे. असे नोंदवले गेले आहे की प्लाझ्मा फवारलेल्या निकेल-आधारित सर्मेट कोटिंगमध्ये एलए 2 ओ 3 जोडणे स्पष्टपणे घर्षण पोशाख आणि कोटिंगचे घर्षण गुणांक कमी करू शकते आणि घर्षण गुणांक थोड्या चढ-उतारांसह स्थिर आहे. दुर्मिळ पृथ्वीशिवाय क्लेडिंग लेयरच्या पोशाख पृष्ठभागावर गंभीर आसंजन आणि ठिसूळ फ्रॅक्चर आणि स्पेलिंग दिसून येते, तथापि, दुर्मिळ पृथ्वी असलेले कोटिंग थकलेल्या पृष्ठभागावर कमकुवत आसंजन दर्शविते आणि मोठ्या प्रमाणात ठिसूळ स्पेलिंगचे कोणतेही चिन्ह नाही. दुर्मिळ पृथ्वी-डोप्ड कोटिंगची मायक्रोस्ट्रक्चर डेन्सर आणि अधिक कॉम्पॅक्ट आहे, आणि छिद्र कमी केले जातात, ज्यामुळे सूक्ष्म कणांद्वारे जन्मलेल्या सरासरी घर्षण शक्ती कमी होते आणि घर्षण कमी होते आणि डोपिंग दुर्मिळ पृथ्वी देखील सीरमेट्सचे क्रिस्टल प्लेन अंतर वाढवते, यामुळे दोन क्रिस्टल चेहर्‍याच्या दरम्यानचे परस्परसंवाद शक्ती बदलू शकते.

सारांश:

जरी दुर्मिळ पृथ्वीच्या ऑक्साईड्सने सिरेमिक मटेरियल आणि कोटिंग्जच्या वापरामध्ये उत्कृष्ट कामगिरी बजावली असली तरी, सिरेमिक मटेरियल आणि कोटिंग्जच्या मायक्रोस्ट्रक्चर आणि यांत्रिक गुणधर्म प्रभावीपणे सुधारू शकतात, तरीही अद्याप बरेच अज्ञात गुणधर्म आहेत, विशेषत: घर्षण कमी करण्यासाठी आणि त्यांच्या वंगण असलेल्या गुणधर्मांचे कार्य कसे करावे यासाठी एक महत्त्वपूर्ण दिशानिर्देश बनले आहे.

दूरध्वनी: +86-21-20970332ईमेल.info@shxlchem.com