సిరామిక్ పూతలపై అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్ల ప్రభావం ఏమిటి?

సిరామిక్స్, లోహ పదార్థాలు మరియు పాలిమర్ పదార్థాలు మూడు ప్రధాన ఘన పదార్థాలుగా జాబితా చేయబడ్డాయి. సిరామిక్ అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, తుప్పు నిరోధకత, దుస్తులు నిరోధకత మొదలైన అనేక అద్భుతమైన లక్షణాలను కలిగి ఉంది, ఎందుకంటే సిరామిక్ యొక్క అణు బంధన విధానం అయానిక్ బంధం, సమయోజనీయ బంధం లేదా అధిక బంధ శక్తితో మిశ్రమ అయాన్-సమయోజనీయ బంధం. సిరామిక్ పూత ఉపరితలం యొక్క బయటి ఉపరితలం యొక్క రూపాన్ని, నిర్మాణాన్ని మరియు పనితీరును మార్చగలదు, పూత-సబ్‌స్ట్రేట్ మిశ్రమాన్ని దాని కొత్త పనితీరుకు అనుకూలంగా మార్చవచ్చు. ఇది ఉపరితలం యొక్క అసలు లక్షణాలను అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, అధిక దుస్తులు నిరోధకత మరియు సిరామిక్ పదార్థాల అధిక తుప్పు నిరోధకత లక్షణాలతో సేంద్రీయంగా మిళితం చేయగలదు మరియు రెండు రకాల పదార్థాల సమగ్ర ప్రయోజనాలకు పూర్తి ఆటను ఇవ్వగలదు, కాబట్టి ఇది అంతరిక్షం, విమానయానం, జాతీయ రక్షణ, రసాయన పరిశ్రమ మరియు ఇతర పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

అరుదైన భూమి దాని ప్రత్యేకమైన 4f ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం మరియు భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల కారణంగా కొత్త పదార్థాల "నిధి గృహం" అని పిలుస్తారు. అయితే, స్వచ్ఛమైన అరుదైన భూమి లోహాలు పరిశోధనలో చాలా అరుదుగా ఉపయోగించబడతాయి మరియు అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలు ఎక్కువగా ఉపయోగించబడతాయి. అత్యంత సాధారణ సమ్మేళనాలు CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS మరియు అరుదైన భూమి ఫెర్రోసిలికాన్. ఈ అరుదైన భూమి సమ్మేళనాలు సిరామిక్ పదార్థాలు మరియు సిరామిక్ పూతల నిర్మాణం మరియు లక్షణాలను మెరుగుపరుస్తాయి.

I సిరామిక్ పదార్థాలలో అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ల అప్లికేషన్

అరుదైన భూమి మూలకాలను స్టెబిలైజర్‌లుగా జోడించడం మరియు వివిధ సిరామిక్‌లకు AIDSను సింటరింగ్ చేయడం వల్ల సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత తగ్గుతుంది, కొన్ని స్ట్రక్చరల్ సిరామిక్‌ల బలం మరియు దృఢత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు తద్వారా ఉత్పత్తి ఖర్చు తగ్గుతుంది. అదే సమయంలో, అరుదైన భూమి మూలకాలు సెమీకండక్టర్ గ్యాస్ సెన్సార్లు, మైక్రోవేవ్ మీడియా, పైజోఎలెక్ట్రిక్ సిరామిక్స్ మరియు ఇతర ఫంక్షనల్ సిరామిక్స్‌లలో కూడా చాలా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయి. అల్యూమినా సిరామిక్స్‌కు రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్‌లను కలిపి అల్యూమినా సిరామిక్స్‌కు ఒకే అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్‌ను జోడించడం కంటే మంచిదని పరిశోధన కనుగొంది. ఆప్టిమైజేషన్ పరీక్ష తర్వాత, Y2O3+CeO2 ఉత్తమ ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. 1490℃ వద్ద 0.2%Y2O3+0.2%CeO2ను జోడించినప్పుడు, సింటరింగ్ చేయబడిన నమూనాల సాపేక్ష సాంద్రత 96.2%కి చేరుకుంటుంది, ఇది ఏదైనా అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ Y2O3 లేదా CeO2తో మాత్రమే నమూనాల సాంద్రతను మించిపోతుంది.

సింటరింగ్‌ను ప్రోత్సహించడంలో La2O3+Y2O3, Sm2O3+La2O3 ప్రభావం La2O3ని మాత్రమే జోడించడం కంటే మెరుగ్గా ఉంటుంది మరియు దుస్తులు నిరోధకత స్పష్టంగా మెరుగుపడుతుంది. రెండు అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్‌లను కలపడం సాధారణ అదనంగా లేదని కూడా ఇది చూపిస్తుంది, కానీ వాటి మధ్య పరస్పర చర్య ఉంది, ఇది అల్యూమినా సిరామిక్స్ యొక్క సింటరింగ్ మరియు పనితీరు మెరుగుదలకు మరింత ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది, అయితే సూత్రాన్ని అధ్యయనం చేయాల్సి ఉంది.

అదనంగా, మిశ్రమ అరుదైన భూమి మెటల్ ఆక్సైడ్‌లను సింటరింగ్ AIDSగా జోడించడం వల్ల పదార్థాల వలసలు మెరుగుపడతాయని, MgO సిరామిక్స్ యొక్క సింటరింగ్‌ను ప్రోత్సహిస్తుందని మరియు సాంద్రతను మెరుగుపరుస్తుందని కనుగొనబడింది. అయితే, మిశ్రమ మెటల్ ఆక్సైడ్ యొక్క కంటెంట్ 15% కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, సాపేక్ష సాంద్రత తగ్గుతుంది మరియు బహిరంగ సచ్ఛిద్రత పెరుగుతుంది.

రెండవది, సిరామిక్ పూతల లక్షణాలపై అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ల ప్రభావం

అరుదైన భూమి మూలకాలు ధాన్యం పరిమాణాన్ని మెరుగుపరచగలవని, సాంద్రతను పెంచగలవని, సూక్ష్మ నిర్మాణాన్ని మెరుగుపరచగలవని మరియు ఇంటర్‌ఫేస్‌ను శుద్ధి చేయగలవని ఇప్పటికే ఉన్న పరిశోధనలు చూపిస్తున్నాయి. సిరామిక్ పూతల బలం, దృఢత్వం, కాఠిన్యం, దుస్తులు నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకతను మెరుగుపరచడంలో ఇది ప్రత్యేక పాత్ర పోషిస్తుంది, ఇది సిరామిక్ పూతల పనితీరును కొంతవరకు మెరుగుపరుస్తుంది మరియు సిరామిక్ పూతల అప్లికేషన్ పరిధిని విస్తృతం చేస్తుంది.

1. 1.

అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్ల ద్వారా సిరామిక్ పూతల యాంత్రిక లక్షణాల మెరుగుదల.

అరుదైన భూమి ఆక్సైడ్లు సిరామిక్ పూతల కాఠిన్యం, వంపు బలం మరియు తన్యత బంధన బలాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తాయి. ప్రయోగాత్మక ఫలితాలు Al2O3+3% TiO _ 2 పదార్థంలో సంకలితంగా Lao _ 2 ను ఉపయోగించడం ద్వారా పూత యొక్క తన్యత బలాన్ని సమర్థవంతంగా మెరుగుపరచవచ్చని మరియు Lao _ 2 మొత్తం 6.0% ఉన్నప్పుడు తన్యత బంధన బలం 27.36MPa కి చేరుకోవచ్చని చూపిస్తున్నాయి. Cr2O3 పదార్థంలో 3.0% మరియు 6.0% ద్రవ్యరాశి భిన్నంతో CeO2 ని జోడిస్తే, పూత యొక్క తన్యత బంధన బలం 18~25MPa మధ్య ఉంటుంది, ఇది అసలు 12~16MPa కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, అయితే, CeO2 యొక్క కంటెంట్ 9.0% ఉన్నప్పుడు, తన్యత బంధన బలం 12~15MPa కి తగ్గుతుంది.

2

అరుదైన భూమి ద్వారా సిరామిక్ పూత యొక్క ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మెరుగుదల.

థర్మల్ షాక్ రెసిస్టెన్స్ టెస్ట్ అనేది పూత మరియు ఉపరితలం మధ్య బంధన బలాన్ని మరియు పూత మరియు ఉపరితలం మధ్య ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం యొక్క సరిపోలికను గుణాత్మకంగా ప్రతిబింబించే ముఖ్యమైన పరీక్ష. ఇది ఉపయోగం సమయంలో ఉష్ణోగ్రత ప్రత్యామ్నాయంగా మారినప్పుడు పూత పొరలు పడకుండా నిరోధించే సామర్థ్యాన్ని నేరుగా ప్రతిబింబిస్తుంది మరియు యాంత్రిక షాక్ అలసటను నిరోధించే పూత సామర్థ్యాన్ని మరియు వైపు నుండి ఉపరితలంతో బంధన సామర్థ్యాన్ని కూడా ప్రతిబింబిస్తుంది. అందువల్ల, సిరామిక్ పూత యొక్క నాణ్యతను నిర్ధారించడానికి ఇది కీలకమైన అంశం.

3.0% CeO2 కలపడం వల్ల పూతలోని సచ్ఛిద్రత మరియు రంధ్ర పరిమాణాన్ని తగ్గించవచ్చని మరియు రంధ్రాల అంచు వద్ద ఒత్తిడి సాంద్రతను తగ్గిస్తుందని, తద్వారా Cr2O3 పూత యొక్క ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత మెరుగుపడుతుందని పరిశోధన చూపిస్తుంది. అయితే, Al2O3 సిరామిక్ పూత యొక్క సచ్ఛిద్రత తగ్గింది మరియు LaO2 జోడించిన తర్వాత పూత యొక్క బంధన బలం మరియు ఉష్ణ షాక్ వైఫల్య జీవితం స్పష్టంగా పెరిగింది. LaO2 జోడించిన మొత్తం 6% (మాస్ భిన్నం) ఉన్నప్పుడు, పూత యొక్క ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత ఉత్తమంగా ఉంటుంది మరియు ఉష్ణ షాక్ వైఫల్య జీవితం 218 రెట్లు చేరుకుంటుంది, అయితే LaO2 లేకుండా పూత యొక్క ఉష్ణ షాక్ వైఫల్య జీవితం 163 రెట్లు మాత్రమే.

3

అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్లు పూతల దుస్తులు నిరోధకతను ప్రభావితం చేస్తాయి.

సిరామిక్ పూతల దుస్తులు నిరోధకతను మెరుగుపరచడానికి ఉపయోగించే అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్లు ఎక్కువగా CeO2 మరియు La2O3. వాటి షట్కోణ పొరల నిర్మాణం మంచి లూబ్రికేషన్ పనితీరును చూపుతుంది మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత వద్ద స్థిరమైన రసాయన లక్షణాలను నిర్వహించగలదు, ఇది దుస్తులు నిరోధకతను సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తుంది మరియు ఘర్షణ గుణకాన్ని తగ్గిస్తుంది.

CeO2 సరైన మొత్తంలో ఉన్న పూత యొక్క ఘర్షణ గుణకం చిన్నది మరియు స్థిరంగా ఉంటుందని పరిశోధన చూపిస్తుంది. ప్లాస్మా స్ప్రే చేసిన నికెల్-ఆధారిత సెర్మెట్ పూతకు La2O3ని జోడించడం వల్ల ఘర్షణ దుస్తులు మరియు పూత యొక్క ఘర్షణ గుణకం స్పష్టంగా తగ్గుతాయని మరియు ఘర్షణ గుణకం తక్కువ హెచ్చుతగ్గులతో స్థిరంగా ఉంటుందని నివేదించబడింది. అరుదైన భూమి లేకుండా క్లాడింగ్ పొర యొక్క దుస్తులు ఉపరితలం తీవ్రమైన సంశ్లేషణ మరియు పెళుసుగా ఉండే పగులు మరియు చిలగడదుంపలను చూపుతుంది, అయితే, అరుదైన భూమిని కలిగి ఉన్న పూత ధరించిన ఉపరితలంపై బలహీనమైన సంశ్లేషణను చూపుతుంది మరియు పెద్ద-ప్రాంతంలో పెళుసుగా ఉండే చిలగడదుంపల సంకేతాలు లేవు. అరుదైన భూమి-డోప్డ్ పూత యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం దట్టంగా మరియు మరింత కాంపాక్ట్‌గా ఉంటుంది మరియు రంధ్రాలు తగ్గుతాయి, ఇది సూక్ష్మ కణాల ద్వారా భరించే సగటు ఘర్షణ శక్తిని తగ్గిస్తుంది మరియు ఘర్షణ మరియు ధరలను తగ్గిస్తుంది అరుదైన భూమిని డోపింగ్ చేయడం వల్ల సెర్మెట్‌ల క్రిస్టల్ ప్లేన్ దూరాన్ని కూడా పెంచుతుంది, ఇది రెండు క్రిస్టల్ ముఖాల మధ్య పరస్పర చర్య శక్తిలో మార్పుకు దారితీస్తుంది మరియు ఘర్షణ గుణకాన్ని తగ్గిస్తుంది.

సారాంశం:

సిరామిక్ పదార్థాలు మరియు పూతల యొక్క సూక్ష్మ నిర్మాణం మరియు యాంత్రిక లక్షణాలను సమర్థవంతంగా మెరుగుపరచగల సిరామిక్ పదార్థాలు మరియు పూతలను ఉపయోగించడంలో అరుదైన ఎర్త్ ఆక్సైడ్లు గొప్ప విజయాలు సాధించినప్పటికీ, ముఖ్యంగా ఘర్షణ మరియు దుస్తులు తగ్గించడంలో ఇంకా చాలా తెలియని లక్షణాలు ఉన్నాయి. పదార్థాల బలం మరియు దుస్తులు నిరోధకత వాటి కందెన లక్షణాలతో ఎలా సహకరించాలి అనేది ట్రైబాలజీ రంగంలో చర్చకు అర్హమైన ముఖ్యమైన దిశగా మారింది.

ఫోన్: +86-21-20970332ఇ-మెయిల్:info@shxlchem.com