세라믹 코팅에서 희토류 산화물의 영향은 무엇입니까?

세라믹, 금속 물질 및 중합체 재료는 세 가지 주요 고체 재료로 표시됩니다. 세라믹은 세라믹의 원자 결합 모드가 이온 결합, 공유 결합 또는 높은 결합 에너지와의 혼합 이온-공유 결합이기 때문에 고온 저항, 부식성, 내마모성 등과 같은 많은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 세라믹 코팅은 기판의 외부 표면의 외관, 구조 및 성능을 변화시킬 수 있으며, 코팅-하류 복합재는 새로운 성능을 위해 선호됩니다. 기판의 원래 특성을 고온 저항성, 높은 내마모성 및 세라믹 재료의 높은 내식성의 특성과 유기적으로 결합 할 수 있으며 두 종류의 재료의 포괄적 인 이점을 완전히 활용할 수 있으므로 항공 우주, 항공, 국방, 화학 산업 및 기타 산업에서 널리 사용됩니다.

희토류는 독특한 4F 전자 구조와 물리적 및 화학적 특성으로 인해 새로운 재료의“보물 집”이라고 불립니다. 그러나 순수한 희토류 금속은 연구에서 직접 사용되지 않으며 희토류 화합물은 주로 사용됩니다. 가장 일반적인 화합물은 CEO2, LA2O3, Y2O3, LAF3, CEF, CES 및 희토류 페로 실리콘이며,이 희토류 화합물은 세라믹 재료 및 세라믹 코팅의 구조와 특성을 향상시킬 수 있습니다.

세라믹 재료에 희토류 산화물을 적용합니다

다른 세라믹에 안정제 및 소결 보조 장치로 희토류 요소를 추가하면 소결 온도가 줄어들고 일부 구조적 세라믹의 강도와 인성을 향상시켜 생산 비용을 줄일 수 있습니다. 동시에, 희토류 원소는 반도체 가스 센서, 마이크로파 미디어, 압전 세라믹 및 기타 기능성 세라믹에서 매우 중요한 역할을합니다. 이 연구에 따르면 알루미나 세라믹에 두 개 이상의 희귀 한 산화물을 추가하는 것이 알루미나 세라믹에 단일 희토류를 추가하는 것보다 낫습니다. 최적화 테스트 후, Y2O3+CEO2가 가장 좋은 효과를 갖습니다. 0.2%Y2O3+0.2%CEO2가 1490 ℃에서 첨가 될 때, 소결 샘플의 상대 밀도는 96.2%에 도달 할 수 있으며, 이는 희토류 산화물 Y2O3 또는 CEO2 단독으로 샘플의 밀도를 초과한다.

소결을 촉진하는 데있어 LA2O3+Y2O3, SM2O3+LA2O3의 효과는 LA2O3 만 첨가하는 것보다 낫고 내마모성이 분명히 개선된다. 또한 두 개의 희토류 산화물의 혼합은 단순한 추가가 아니라는 것을 보여줍니다. 그러나 알루미나 세라믹의 소결 및 성능 개선에 더 유리하지만, 원칙은 여전히 ​​연구되어야한다는 것을 보여줍니다.

또한 소결 보조 장치로서 혼합 희토류 금속 산화물의 첨가는 재료의 이동을 개선하고 MGO 세라믹의 소결을 촉진하며 밀도를 향상시킬 수 있음이 밝혀졌다. 그러나, 혼합 금속 산화물의 함량이 15%이상인 경우, 상대 밀도가 감소하고 개방 다공성이 증가한다.

둘째, 세라믹 코팅의 특성에 대한 희토류 산화물의 영향

기존의 연구에 따르면 희토류 요소는 입자 크기를 정제하고 밀도를 높이며 미세 구조를 개선하며 인터페이스를 정화 할 수 있습니다. 세라믹 코팅의 강도, 강인함, 경도, 내마모성 및 내식성을 향상시키는 데 독특한 역할을하며 세라믹 코팅의 성능을 일정 범위로 향상시키고 세라믹 코팅의 적용 범위를 확대합니다.

1

희토류 산화물에 의한 세라믹 코팅의 기계적 특성 개선

희토류 산화물은 세라믹 코팅의 경도, 굽힘 강도 및 인장 결합 강도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 실험 결과는 AL2O3+3% TIO _ 2 재료에서 LAO _ 2를 첨가제로 사용함으로써 코팅의 인장 강도가 효과적으로 개선 될 수 있으며, LAO _ 2의 양이 6.0% 일 때 인장 결합 강도는 27.36MPA에 도달 할 수 있음을 보여준다. CR2O3 물질에 질량 분율이 3.0% 및 6.0% 인 CEO2를 추가하면 코팅의 인장 결합 강도는 18 ~ 25MPa 사이이며, 이는 원래 12 ~ 16MPa보다 크지 만 CeO2의 함량은 9.0% 인 경우 인장 결합 강도는 12 ~ 15mpa로 감소합니다.

2

희토류에 의한 세라믹 코팅의 열 충격 저항 개선

열 충격 저항 테스트는 코팅과 기판 사이의 결합 강도와 코팅과 기판 사이의 열 팽창 계수의 일치를 질적으로 반영하는 중요한 테스트입니다. 그것은 사용 중에 온도가 교대로 변할 때 껍질에 저항하는 코팅의 능력을 직접 반영하고, 측면에서 기판으로 기계적 충격 피로와 결합 능력에 저항하는 코팅의 능력을 반영합니다. 따라서 세라믹 코팅의 품질을 판단하는 핵심 요소이기도합니다.

연구에 따르면 3.0%CEO2의 첨가는 코팅의 다공성 및 기공 크기를 감소시키고 구멍 가장자리의 응력 농도를 감소시켜 CR2O3 코팅의 열 충격 저항을 향상시킬 수 있습니다. 그러나, Al2O3 세라믹 코팅의 다공성은 감소하였고, LAO2를 첨가 한 후 코팅의 결합 강도 및 열 충격 실패 수명은 분명히 증가했다. LAO2의 첨가량이 6% (질량 분율) 인 경우 코팅의 열 충격 저항이 최고이며 열 충격 실패 수명은 218 배에 도달 할 수 있으며 LAO2가없는 코팅의 열 충격 실패 수명은 163 배입니다.

3

희토류 산화물은 코팅의 내마모성에 영향을 미칩니다

세라믹 코팅의 내마모성을 개선하는 데 사용되는 희토류 산화물은 대부분 CEO2 및 LA2O3입니다. 그들의 육각형 층 구조는 우수한 윤활 기능을 나타내고 고온에서 안정적인 화학적 특성을 유지하여 내마모성을 효과적으로 개선하고 마찰 계수를 감소시킬 수 있습니다.

연구에 따르면 적절한 양의 CEO2를 갖는 코팅의 마찰 계수는 작고 안정적입니다. 플라즈마 스프레이 스프레이 니켈 기반 소모 코팅에 LA2O3을 첨가하면 마찰 마모 및 마찰 코팅 계수를 분명히 줄일 수 있으며, 마찰 계수는 약간의 변동으로 안정적이라고보고되었습니다. 희토류가없는 클래딩 층의 마모 표면은 심각한 접착력과 부서지기 쉬운 골절 및 스펠링을 나타내지 만, 희토류를 함유하는 코팅은 마모 된 표면에 약한 접착력을 나타내며, 큰 부서지기 쉬운 스펠링의 징후는 없습니다. 희귀 한 지구 도핑 코팅의 미세 구조는 밀도가 높고 컴팩트하고 기초가 감소하여 미세 입자에 의해 보안 된 평균 마찰력을 줄이고 마찰을 감소시키고 마모 희토류는 또한 핵심면의 결정 평면 거리를 증가시킬 수 있으며, 두 결정면의 상호 작용 힘의 변화를 초래하고 마찰 계수를 감소시킬 수 있습니다.

요약:

희토류 산화물은 세라믹 재료 및 코팅의 적용에 큰 성과를 거두었지만 세라믹 재료 및 코팅의 미세 구조 및 기계적 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있지만, 특히 마찰과 마모를 줄이는 데 여전히 알려지지 않은 특성이 여전히 많이 있습니다. 물질의 강도와 내마모성을 어떻게 윤활 특성과 협력 시키는가는 부족의 현장에서 중요한 방향으로 논의 할 수있는 중요한 방향이되었습니다.

전화 : +86-21-20970332이메일：info@shxlchem.com