سیرامک ​​کوٹنگز میں نایاب زمین کے آکسائیڈ کا کیا اثر ہے؟

سیرامکس، دھاتی مواد اور پولیمر مواد تین بڑے ٹھوس مواد کے طور پر درج ہیں۔ سیرامک ​​میں بہت سی بہترین خصوصیات ہیں، جیسے کہ اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، پہننے کے خلاف مزاحمت، وغیرہ، کیونکہ سیرامک ​​کا جوہری بانڈ موڈ آئنک بانڈ، کوویلنٹ بانڈ یا اعلی بانڈ توانائی کے ساتھ مخلوط آئن کوولینٹ بانڈ ہے۔ سیرامک ​​کوٹنگ سبسٹریٹ کی بیرونی سطح کی ظاہری شکل، ساخت اور کارکردگی کو تبدیل کر سکتی ہے، کوٹنگ-سبسٹریٹ کمپوزٹ اپنی نئی کارکردگی کے لیے پسند کیا جاتا ہے۔ یہ باضابطہ طور پر سبسٹریٹ کی اصل خصوصیات کو اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، اعلی لباس مزاحمت اور سیرامک ​​مواد کی اعلی سنکنرن مزاحمت کی خصوصیات کے ساتھ جوڑ سکتا ہے، اور دو قسم کے مواد کے جامع فوائد کو مکمل کھیل دے سکتا ہے، لہذا یہ ایرو اسپیس میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ ہوا بازی، قومی دفاع، کیمیائی صنعت اور دیگر صنعتیں۔

نایاب زمین کو اس کی منفرد 4f الیکٹرانک ساخت اور طبعی اور کیمیائی خصوصیات کی وجہ سے نئے مواد کا "خزانہ گھر" کہا جاتا ہے۔ تاہم، خالص نایاب زمین کی دھاتیں شاذ و نادر ہی براہ راست تحقیق میں استعمال ہوتی ہیں، اور نایاب زمین کے مرکبات زیادہ تر استعمال ہوتے ہیں۔ سب سے عام مرکبات CeO2, La2O3, Y2O3, LaF3, CeF, CeS اور rare Earth ferrosilicon ہیں۔ یہ نایاب زمین کے مرکبات سیرامک ​​مواد اور سیرامک ​​کوٹنگز کی ساخت اور خصوصیات کو بہتر بنا سکتے ہیں۔

میں سیرامک ​​مواد میں نایاب زمین کے آکسائیڈ کا اطلاق کرتا ہوں۔

نایاب زمینی عناصر کو سٹیبلائزر کے طور پر شامل کرنے اور مختلف سیرامکس میں ایڈز کو سنٹر کرنے سے سنٹرنگ درجہ حرارت کو کم کیا جا سکتا ہے، کچھ ساختی سیرامکس کی مضبوطی اور سختی بہتر ہو سکتی ہے اور اس طرح پیداواری لاگت کم ہو سکتی ہے۔ ایک ہی وقت میں، نایاب زمینی عناصر سیمی کنڈکٹر گیس سینسرز، مائکروویو میڈیا، پیزو الیکٹرک سیرامکس اور دیگر فنکشنل سیرامکس میں بھی بہت اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ تحقیق سے پتا چلا ہے کہ ایلومینا سیرامکس میں دو یا دو سے زیادہ نایاب ارتھ آکسائیڈ کو ایک ساتھ شامل کرنا ایلومینا سیرامکس میں سنگل نایاب ارتھ آکسائیڈ شامل کرنے سے بہتر ہے۔ اصلاح کے ٹیسٹ کے بعد، Y2O3+CeO2 کا بہترین اثر ہوتا ہے۔ جب 0.2%Y2O3+0.2%CeO2 کو 1490℃ پر شامل کیا جاتا ہے تو، sintered نمونوں کی نسبتہ کثافت 96.2% تک پہنچ سکتی ہے، جو کسی بھی نادر ارتھ آکسائیڈ Y2O3 یا CeO2 کے ساتھ نمونوں کی کثافت سے زیادہ ہے۔

sintering کو فروغ دینے میں La2O3+Y2O3، Sm2O3+La2O3 کا اثر صرف La2O3 کو شامل کرنے سے بہتر ہے، اور لباس کی مزاحمت واضح طور پر بہتر ہوئی ہے۔ اس سے یہ بھی ظاہر ہوتا ہے کہ دو نادر ارتھ آکسائیڈز کا اختلاط کوئی سادہ اضافہ نہیں ہے، لیکن ان کے درمیان ایک تعامل ہے، جو ایلومینا سیرامکس کی سنٹرنگ اور کارکردگی میں بہتری کے لیے زیادہ فائدہ مند ہے، لیکن اس اصول کا مطالعہ کرنا باقی ہے۔

اس کے علاوہ، یہ پایا گیا ہے کہ مخلوط نایاب دھاتی آکسائیڈز کو بطور سنٹرنگ ایڈز شامل کرنے سے مواد کی منتقلی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، MgO سیرامکس کی سنٹرنگ کو فروغ دیا جا سکتا ہے اور کثافت کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔ تاہم، جب مخلوط دھاتی آکسائیڈ کا مواد 15% سے زیادہ ہوتا ہے، تو رشتہ دار کثافت کم ہو جاتی ہے اور کھلی پورسٹی بڑھ جاتی ہے۔

دوسرا، سیرامک ​​کوٹنگز کی خصوصیات پر نایاب زمین کے آکسائیڈ کا اثر

موجودہ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ زمین کے نایاب عناصر اناج کے سائز کو بہتر بنا سکتے ہیں، کثافت بڑھا سکتے ہیں، مائیکرو اسٹرکچر کو بہتر بنا سکتے ہیں اور انٹرفیس کو صاف کر سکتے ہیں۔ یہ سیرامک ​​کوٹنگز کی طاقت، جفاکشی، سختی، پہننے کی مزاحمت اور سنکنرن مزاحمت کو بہتر بنانے میں ایک منفرد کردار ادا کرتا ہے، جو سیرامک ​​کوٹنگز کی کارکردگی کو ایک خاص حد تک بہتر بناتا ہے اور سیرامک ​​کوٹنگز کے اطلاق کی حد کو وسیع کرتا ہے۔

1

نایاب ارتھ آکسائیڈز کے ذریعے سیرامک ​​کوٹنگز کی مکینیکل خصوصیات میں بہتری

نایاب ارتھ آکسائیڈز سیرامک ​​کوٹنگز کی سختی، موڑنے کی طاقت اور تناؤ کے تعلق کی طاقت کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتے ہیں۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ کوٹنگ کی تناؤ کی طاقت کو مؤثر طریقے سے Al2O3+3% TiO _ 2 مواد میں لاؤ _ 2 کو اضافی کے طور پر استعمال کر کے بہتر بنایا جا سکتا ہے، اور جب Lao _ 2 کی مقدار 6.0 ہو تو ٹینسائل بانڈ کی طاقت 27.36MPa تک پہنچ سکتی ہے۔ % Cr2O3 مواد میں 3.0% اور 6.0% کے بڑے حصے کے ساتھ CeO2 کو شامل کرنے سے، کوٹنگ کی ٹینسائل بانڈنگ طاقت 18~25MPa کے درمیان ہے، جو کہ اصل 12~16MPa سے زیادہ ہے تاہم، جب CeO2 کا مواد 9.0% ہے، تو تناؤ بانڈ کی طاقت 12~15MPa تک کم ہو جاتی ہے۔

2

نایاب زمین کے ذریعہ سیرامک ​​کوٹنگ کی تھرمل جھٹکا مزاحمت میں بہتری

تھرمل شاک ریزسٹنس ٹیسٹ کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان بانڈنگ کی مضبوطی اور کوٹنگ اور سبسٹریٹ کے درمیان تھرمل ایکسپینشن گتانک کے ملاپ کے لیے ایک اہم ٹیسٹ ہے۔ جب استعمال کے دوران درجہ حرارت باری باری تبدیل ہوتا ہے تو یہ چھلکے کے خلاف مزاحمت کرنے کی کوٹنگ کی صلاحیت کی براہ راست عکاسی کرتا ہے، اور میکانی جھٹکوں کی تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کرنے کے لیے کوٹنگ کی صلاحیت کی بھی عکاسی کرتا ہے اور سائیڈ سے سبسٹریٹ کے ساتھ بانڈنگ کی صلاحیت کو بھی ظاہر کرتا ہے۔ سیرامک ​​کوٹنگ کا معیار

تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ 3.0%CeO2 کا اضافہ کوٹنگ میں چھید اور سوراخ کے سائز کو کم کر سکتا ہے، اور سوراخوں کے کنارے پر دباؤ کے ارتکاز کو کم کر سکتا ہے، اس طرح Cr2O3 کوٹنگ کی تھرمل جھٹکا مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم، Al2O3 سیرامک ​​کوٹنگ کی porosity میں کمی آئی، اور LaO2 کو شامل کرنے کے بعد کوٹنگ کی بانڈنگ کی طاقت اور تھرمل شاک فیل کی زندگی میں واضح طور پر اضافہ ہوا۔ جب LaO2 کی اضافی رقم 6% (بڑے پیمانے پر حصہ) ہے، تو کوٹنگ کی تھرمل جھٹکا مزاحمت بہترین ہے، اور تھرمل جھٹکا ناکامی کی زندگی 218 گنا تک پہنچ سکتی ہے، جبکہ LaO2 کے بغیر کوٹنگ کی تھرمل جھٹکا ناکامی کی زندگی صرف 163 ہے اوقات

3

نایاب زمین کے آکسائڈ ملعمع کاری کے لباس مزاحمت کو متاثر کرتے ہیں۔

سیرامک ​​کوٹنگز کے لباس مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے استعمال ہونے والے نادر زمین کے آکسائیڈ زیادہ تر CeO2 اور La2O3 ہیں۔ ان کا ہیکساگونل پرتوں والا ڈھانچہ اچھا چکنا کرنے کا کام دکھا سکتا ہے اور اعلی درجہ حرارت پر مستحکم کیمیائی خصوصیات کو برقرار رکھ سکتا ہے، جو مؤثر طریقے سے پہننے کی مزاحمت کو بہتر بنا سکتا ہے اور رگڑ کو کم کر سکتا ہے۔

تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ CeO2 کی مناسب مقدار کے ساتھ کوٹنگ کا رگڑ گتانک چھوٹا اور مستحکم ہے۔ یہ اطلاع دی گئی ہے کہ La2O3 کو پلازما اسپرے شدہ نکل پر مبنی سرمیٹ کوٹنگ میں شامل کرنے سے واضح طور پر کوٹنگ کے رگڑ پہننے اور رگڑ کے گتانک کو کم کیا جا سکتا ہے، اور رگڑ کا گتانک تھوڑا اتار چڑھاؤ کے ساتھ مستحکم ہے۔ نایاب زمین کے بغیر کلیڈنگ لیئر کی پہننے والی سطح سنگین چپکنے اور ٹوٹنے والے فریکچر اور اسپلنگ کو ظاہر کرتی ہے، تاہم، نایاب زمین پر مشتمل کوٹنگ پہنی ہوئی سطح پر کمزور چپکنے کو ظاہر کرتی ہے، اور بڑے رقبے کے ٹوٹنے والے اسپلنگ کا کوئی نشان نہیں ہے۔ نایاب ارتھ ڈوپڈ کوٹنگ کا مائیکرو اسٹرکچر گھنا اور زیادہ کمپیکٹ ہوتا ہے، اور سوراخ کم ہوتے ہیں، جس سے خوردبینی ذرات کے ذریعہ پیدا ہونے والی اوسط رگڑ کی قوت کم ہوتی ہے اور رگڑ کو کم کرتا ہے اور ڈوپنگ نایاب ارتھ پہننے سے سرمیٹ کے کرسٹل ہوائی جہاز کا فاصلہ بھی بڑھ سکتا ہے۔ دو کرسٹل چہروں کے درمیان تعامل کی قوت کی تبدیلی اور رگڑ کے گتانک کو کم کرتا ہے۔

خلاصہ:

اگرچہ نایاب ارتھ آکسائیڈز نے سیرامک ​​مواد اور ملعمع کاری کے اطلاق میں بڑی کامیابیاں حاصل کی ہیں، جو سیرامک ​​مواد اور ملعمع کاری کے مائیکرو اسٹرکچر اور مکینیکل خصوصیات کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتے ہیں، لیکن ابھی بھی بہت سی نامعلوم خصوصیات موجود ہیں، خاص طور پر رگڑ کو کم کرنے اور پہننے میں۔ مواد کی طاقت اور لباس مزاحمت ان کی چکنا کرنے والی خصوصیات کے ساتھ تعاون ایک اہم سمت بن گئی ہے جو ٹرائبلولوجی کے میدان میں بحث کے لائق ہے۔

ٹیلی فون: +86-21-20970332ای میل：info@shxlchem.com