Таъсири оксидҳои нодири замин ба рӯйпӯшҳои сафолӣ чӣ гуна аст?

Керамика, маводи металлӣ ва маводи полимерӣ ҳамчун се маводи сахти асосӣ номбар шудаанд. Сафол бисёр хосиятҳои аъло дорад, ба монанди муқовимати ҳарорати баланд, муқовимат ба зангзанӣ, муқовимат ба фарсудашавӣ ва ғайра, зеро режими пайвасти атомии сафолӣ пайванди ионӣ, пайванди ковалентӣ ё пайванди омехтаи ион-ковалентӣ бо энергияи баланди пайванд аст. Сарпӯши сафолӣ метавонад намуди зоҳирӣ, сохтор ва иҷрои сатҳи берунии субстратро тағир диҳад, Композитсияи қабати-субстрат барои иҷрои нави он маъқул аст. Он метавонад хусусиятҳои аслии субстратро бо хусусиятҳои муқовимат ба ҳарорати баланд, муқовимати фарсудашавӣ ва муқовимати баланди зангзании маводи сафолӣ ба таври органикӣ муттаҳид кунад ва ба бартариҳои ҳамаҷонибаи ду намуди мавод бозӣ кунад, аз ин рӯ он дар кайҳон, авиатсия, мудофиаи миллӣ, саноати кимиё ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешавад.

Замини нодирро «хонаи ганчинаи» материалхои нав меноманд, зеро сохти электронии беназири 4f ва хосиятхои физикию химиявии он. Аммо металлхои софи нодири замин бевосита дар тадкикот хеле кам истифода мешаванд ва пайвастагихои нодири замин бештар истифода мешаванд. Пайвастҳои маъмултарин CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS ва ferrosilicon нодир замин мебошанд.

I кор фармудани оксидхои камьёби замин дар материалхои сафолй

Илова кардани унсурҳои нодири замин ҳамчун стабилизатор ва синтеризатсияи СПИД ба сафолҳои гуногун метавонад ҳарорати агломератсияро коҳиш диҳад, қувват ва мустаҳкамии баъзе сафолҳои сохториро беҳтар кунад ва ба ин васила арзиши истеҳсолро кам кунад. Дар баробари ин, дар сенсорҳои гази нимноқилӣ, васоити микроволновка, сафолҳои пьезоэлектрикӣ ва дигар сафолҳои функсионалӣ унсурҳои нодири замин низ нақши хеле муҳим доранд. Тадқиқот нишон дод, ки илова кардани ду ё зиёда оксиди замини нодир ба сафолҳои гилхок беҳтар аз илова кардани як оксиди замини нодир ба сафоли гилхок аст. Пас аз санҷиши оптимизатсия, Y2O3 + CeO2 беҳтарин таъсир дорад. Вақте ки 0,2% Y2O3 + 0,2% CeO2 дар 1490 ℃ илова карда мешавад, зичии нисбии намунаҳои синтершуда метавонад ба 96,2% расад, ки аз зичии намунаҳо бо ҳама гуна оксиди замини нодир Y2O3 ё CeO2 зиёдтар аст.

Таъсири La2O3 + Y2O3, Sm2O3 + La2O3 дар пешбурди синтеринг нисбат ба илова кардани танҳо La2O3 беҳтар аст ва муқовимати фарсудашавӣ баръало беҳтар шудааст. Он ҳамчунин нишон медиҳад, ки омезиши ду оксиди замини нодир як изофаи оддӣ нест, аммо дар байни онҳо таъсири мутақобила вуҷуд дорад, ки барои синтеризатсия ва беҳтар кардани кори гилхок муфидтар аст, аммо принсипи он бояд омӯхта шавад.

Илова бар ин, муайян карда шудааст, ки илова кардани оксидҳои омехтаи металлҳои нодири замин ҳамчун синтеризатсияи СПИД метавонад муҳоҷирати маводҳоро беҳтар кунад, ба синтеризатсияи сафоли MgO мусоидат кунад ва зичии онро беҳтар кунад. Аммо дар сурати зиёда аз 15% таркиби оксиди металлҳои омехта зичии нисбӣ кам шуда, ковокии кушод зиёд мешавад.

Дуюм, таъсири оксидҳои нодири замин ба хосиятҳои рӯйпӯшҳои сафолӣ

Тадқиқотҳои мавҷуда нишон медиҳанд, ки унсурҳои нодири замин метавонанд андозаи донаҳоро такмил диҳанд, зичии онро зиёд кунанд, микроструктураро беҳтар созанд ва интерфейсро тоза кунанд. Он дар баланд бардоштани қувват, сахтӣ, сахтӣ, муқовимат ба фарсудашавӣ ва тобоварӣ ба зангзании рӯйпӯшҳои сафолӣ нақши беназир мебозад, ки кори рӯйпӯшҳои сафолиро то андозае беҳтар мекунад ва доираи татбиқи рӯйпӯшҳои сафолиро васеъ мекунад.

1

Баланд бардоштани хосиятҳои механикии рӯйпӯшҳои сафолӣ бо оксидҳои камёфт

Оксидҳои замини нодир метавонанд сахтӣ, қавитарӣ ва мустаҳкамии пайвастшавии пӯшиши сафолиро ба таври назаррас беҳтар кунанд. Натиҷаҳои таҷрибавӣ нишон медиҳанд, ки қувваи кашиши рӯйпӯшро тавассути истифодаи Lao _ 2 ҳамчун илова дар маводи Al2O3 + 3% TiO _ 2 ба таври муассир беҳтар кардан мумкин аст ва қувваи пайванди кашиш метавонад ба 27,36 МПа, вақте ки миқдори Lao _ 2 6,0% бошад. Илова кардани CeO2 бо фраксияи массаи 3,0% ва 6,0% ба маводи Cr2O3, Қувваи пайвастагии қаҳва дар байни 18 ~ 25 МПа аст, ки аз 12 ~ 16 МПа зиёдтар аст, Аммо, вақте ки мундариҷаи CeO2 9,0% аст, қувваи пайванди кашиш то 115 МПа кам мешавад.

2

Баланд бардоштани муқовимати зарбаи гармии қабати сафолӣ аз ҷониби замини нодир

Санҷиши муқовимат ба зарбаи гармӣ як озмоиши муҳимест, ки сифатан инъикоси қувваи пайвастшавӣ байни рӯйпӯш ва субстрат ва мувофиқати коэффисиенти васеъшавии гармӣ байни рӯйпӯш ва субстрат мебошад. Он бевосита қобилияти рӯйпӯшро барои муқовимат ба пӯст, вақте ки ҳарорат дар вақти истифода ба таври навбатӣ тағир меёбад, инъикос мекунад ва инчунин қобилияти рӯйпӯшро барои муқовимат ба хастагии зарбаи механикӣ ва қобилияти пайвастшавӣ бо субстрат аз паҳлӯ инъикос мекунад. Аз ин рӯ, он инчунин омили асосии доварӣ кардани сифати рӯйпӯши сафолӣ мебошад.

Тадқиқот нишон медиҳад, ки илова кардани 3,0% CeO2 метавонад ковокӣ ва андозаи сӯрохиро дар пӯшиш коҳиш диҳад ва консентратсияи стрессро дар канори сӯрохиҳо коҳиш диҳад ва ба ин васила муқовимати зарбаи гармии рӯйпӯши Cr2O3-ро беҳтар кунад. Бо вуҷуди ин, порозиягии қабати сафолии Al2O3 коҳиш ёфт ва қувваи пайвастшавӣ ва мӯҳлати шикасти зарбаи гармии рӯйпӯш пас аз илова кардани LaO2 ба таври возеҳ афзоиш ёфт. Ҳангоме ки миқдори иловагии LaO2 6% (фосилаи масса) аст, муқовимати зарбаи гармии рӯйпӯш беҳтарин аст ва мӯҳлати шикасти зарбаи гармидиҳӣ метавонад ба 218 маротиба расад, дар ҳоле ки мӯҳлати шикасти зарбаи гармии рӯйпӯш бидуни LaO2 танҳо 163 маротиба аст.

3

Оксидҳои камёфт ба муқовимати фарсудашавии рӯйпӯшҳо таъсир мерасонанд

Оксидҳои нодири замин, ки барои беҳтар кардани муқовимати фарсудашавии рӯйпӯшҳои сафолӣ истифода мешаванд, асосан CeO2 ва La2O3 мебошанд. Сохтори қабати шашкунҷаи онҳо метавонад функсияи хуби молиданиро нишон диҳад ва хосиятҳои химиявии устуворро дар ҳарорати баланд нигоҳ дорад, ки метавонад муқовимати фарсудашавиро муассир беҳтар кунад ва коэффисиенти соишро коҳиш диҳад.

Тадқиқот нишон медиҳад, ки коэффисиенти соиши рӯйпӯш бо миқдори дурусти CeO2 хурд ва устувор аст. Гузориш шудааст, ки илова кардани La2O3 ба плазмаи пошидани керметии никелӣ метавонад фарсудашавии фриксия ва коэффисиенти соиши рӯйпӯшро ба таври возеҳ коҳиш диҳад ва коэффисиенти соиш бо тағирёбии каме устувор аст. Сатҳи фарсудашавии қабати пӯшиш бидуни хоки нодир адгезияи ҷиддӣ ва шикастани шикаста ва пошхӯриро нишон медиҳад, Аммо, рӯйпӯше, ки замини нодир дорад, дар сатҳи фарсуда часпидани заифро нишон медиҳад ва ҳеҷ нишонае аз пошидани осебпазир дар майдони калон вуҷуд надорад. Микроструктураи пӯшиши бо хокаи нодир бо замин зичтар ва зичтар буда, сӯрохҳо кам карда мешаванд, ки қувваи миёнаи соишро, ки зарраҳои микроскопӣ меоранд, коҳиш медиҳад ва соиш ва фарсудашавии хоки нодирро коҳиш медиҳад, инчунин метавонад масофаи ҳамвории кристалии керметҳоро зиёд кунад, Ин боиси тағирёбии қувваи мутақобилаи байни ду чеҳраи кристалл мегардад ва коэффисиенти коэффисиенти ду чеҳраи кристалл.

Хулоса:

Гарчанде ки оксидҳои замини нодир дар татбиқи маводи сафолӣ ва рӯйпӯшҳо, ки метавонанд ба таври муассир микроструктура ва хосиятҳои механикии маводи сафолӣ ва рӯйпӯшҳоро беҳтар гардонанд, дастовардҳои бузург ба даст овардаанд, аммо то ҳол бисёр хосиятҳои номаълум мавҷуданд, бахусус дар коҳиш додани сурхшавӣ ва фарсуда.

Тел: +86-21-20970332Почтаи электронӣ:info@shxlchem.com