Lanthanum zirconate(fuainumera kemikolo La₂Zr₂O₇) ose sima oxide e seasea-eleele lea ua tosina mai ai le fa'atupula'ia o tagata ona o ona uiga fa'apitoa fa'avela ma vaila'au. O lenei paʻepaʻe paʻepaʻe, faʻafefe (CAS Nu. 12031-48-0, MW 572.25) o loʻo faʻaaogaina faʻamaʻi ma e le mafai ona faʻafefe i le vai poʻo le acid. O lona fausaga tioata pyrochlore mautu ma le maualuga o le liusuavai (e tusa ma le 2680 °C) ua avea ai ma se insulator vevela mataʻina. O le mea moni, o le lanthanum zirconate e masani ona faʻaaogaina mo le vevela vevela ma e oʻo lava i le faʻaogaina o le leo, e pei ona taʻua e tagata faʻatau oloa. O lona tu'ufa'atasiga o le maualalo o le vevela ma le mautu o le fausaga e aoga fo'i i mea fa'apipi'i ma mea fa'alelei (photoluminescent), e fa'aalia ai le agava'a o mea.
I aso nei, o le tului i le lanthanum zirconate o loʻo faʻatupulaʻia i fanua faʻapitoa. I le aerospace ma le faʻaogaina o le malosi, mo se faʻataʻitaʻiga, o lenei sima maualuga e mafai ona fesoasoani i le fausiaina o afi mama, sili atu ona lelei ma turbines. O lona uiga lelei o le fa'aogaina o le vevela o lona uiga e mafai ona vevela afi e aunoa ma le fa'aleagaina, fa'aleleia atili le lelei o le suau'u ma fa'aitiitia le fa'aoso. O nei uiga e feso'ota'i fo'i i sini fa'aauau le lalolagi: sili atu le fa'a'ese'esega ma vaega umi e mafai ona fa'aiti'itia otaota malosi ma fa'aititia ai le gaosiga o le kasa i le gaosiga o le eletise ma felauaiga. I se faapuupuuga, o le lanthanum zirconate o loʻo faʻapipiʻiina e pei o se mea lanu meamata faʻatekonolosi e faʻafesoʻotaʻi ai sima maualuluga ma le faʻafouina o le malosi.
Fauga tioata ma Meatotino Autu
Lanthanum zirconate e a'afia i le aiga zirconate e seasea-lalolagi, fa'atasi ai ma se fausaga lautele "A₂B₂O₇" pyrochlore (A = La, B = Zr). O lenei fa'avaa tioata e matua mautu: LZO e leai se suiga o vaega mai le vevela o le potu e o'o atu i lona tulaga liusuavai. O lona uiga e le ta'e pe suia le fausaga i lalo ole taamilosaga vevela, e le pei o isi sima. O lona tulaga liusuavai e maualuga tele (~ 2680 °C), e atagia ai lona malosi malosi.
O mea taua faaletino ma vevela o La₂Zr₂O₇ e aofia ai:
● Low conductivity vevela:LZO e fa'afefea le vevela. La₂Zr₂O₇ mafiafia o lo'o i ai le fa'auluina o le vevela e na'o le 1.5–1.8 W·m⁻¹·K⁻¹ i le 1000 °C. I le faʻatusatusaina, o le yttria-stabilized zirconia (YSZ) masani e sili atu le maualuga. E taua tele lenei ta'avale maualalo mo pa puipui vevela (TBCs) e puipuia vaega afi.
● Fa'alauteleina le vevela maualuga (CTE):O lona coefficient o le faʻalauteleina o le vevela (~ 11 × 10⁻⁶ / K i le 1000 °C) e fai si tele. E ui o le maualuga o le CTE e mafai ona mafua ai le le fetaui o le mamafa ma vaega u'amea, e mafai ona fa'aogaina ma le fa'aeteete le inisinia (fa'ailoga peleue fa'amau).
● Tete'e Sintering:LZO tete'e densification i le vevela maualuga. O lenei "sintering resistance" e fesoasoani i le faʻapipiʻiina e tausia ai se microstructure porous, lea e taua mo le faʻavela vevela.
● Mautu o vailaau:Lanthanum zirconate o lo'o fa'aogaina fa'ama'i ma fa'aalia ai le maualuga o le vevela o le fa'ama'iina. E le fa'afefete pe fa'apala i totonu o si'osi'omaga faigata, ma o lona fa'amautu o le lanthanum ma le zirconium oxides e fa'alesiosiomaga.
● Maualalo le okesene fa'asalalauina:E le pei o le YSZ, LZO e maualalo le okesene ion diffusivity. I totonu o se pa puipui vevela, e fesoasoani e faʻagesegese le faʻamaʻiina o le uʻamea o loʻo i lalo, faʻalauteleina le ola o vaega.
O nei mea totino ua avea ai le lanthanum zirconate o se sima e fa'avela ai le vevela. O le mea moni, ua fa'ailoa mai e le au su'esu'e e faapea o le LZO "e matua maualalo le vevela (1.5-1.8 W/m·K i le 1000 °C mo se mea mafiafia atoa)" o se mea sili ona lelei mo talosaga TBC. I faʻaofuofu faʻapitoa, o le porosity e mafai ona faʻaititia atili ai le amio (o nisi taimi i lalo ole 1 W/m·K).
Fa'atasiga ma Meafaitino Fomu
Lanthanum zirconate e masani ona saunia e ala i le faʻafefiloi o le lanthanum oxide (La₂O₃) ma le zirconia (ZrO₂) i le vevela maualuga. O auala masani e aofia ai le faʻamalo-setete tali, sol-gel gaioiga, ma le faʻatasi. Fa'alagolago i le fa'agasologa, o le pauta e maua mai e mafai ona fai lelei tele (nano-i le micron-scale) po'o le fa'ama'a. O tagata gaosi oloa e pei o le EpoMaterial e ofoina atu le lapopo'a fa'apitoa: mai le nanometer pauta i le submicron po'o vaega fa'ameamea, e o'o lava i foliga lapotopoto. O le mama e taua tele i talosaga maualuga; LZO fa'apisinisi e maua ile 99.5–99.99% mama.
Ona o le LZO e mautu, o le paʻu mata e faigofie ona taulimaina. E foliga mai o se pefu paʻepaʻe paʻepaʻe (e pei ona vaʻaia i le ata o oloa i lalo). O le pauta o loʻo teuina mago ma faʻamaufaʻailogaina e puipuia ai soʻo se susū adsorption, e ui lava e le mafai ona faʻafefe i le vai ma acids. O nei mea taulima e fa'afaigofie ai le fa'aogaina i le gaosiga o sima ma fa'alavalava e aunoa ma ni lamatiaga fa'apitoa.
Fa'ata'ita'iga o Mea Fa'apena: EpoMaterial's maualuga-mama Lanthanum Zirconate (CAS 12031-48-0) o lo'o ofoina mai e pei o se pa'epa'e pa'epa'e fa'atulagaina mo fa'aoga vevela. E mafai ona suia pe doped ma isi ion e fa'alogo ai meatotino.
Lanthanum zirconate (La2Zr2O7, LZO) o se ituaiga zirconate e seasea-lalolagi, ma e masani ona faaaogaina i le tele o fanua e pei o le vevela vevela, leo insulation, catalyst mea, ma mea fluorescent.
Lelei Lelei & Vave Tiliva & Auaunaga Fa'apitoa
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Fa'aoga ile Plasma Spray ma Pa'u Fa'avela
O se tasi o faʻaoga sili ona taua o le lanthanum zirconate o se pito i luga o paʻu paʻu vevela (TBCs). O TBC o mea fa'apipi'i fa'apipi'i tele e fa'aoga i vaega taua o le afi (pei o lau turbine) e fa'amama ai mai le vevela tele. O se faiga masani TBC o lo'o i ai se peleue fa'amau fa'amau ma se sima pito i luga, e mafai ona teuina i auala eseese e pei o le ea plasma spray (APS) po'o le electron-beam PVD.
Lanthanum zirconate's low conductivity vevela ma mautu ua avea ai ma sui TBC malosi. Pe a fa'atusatusa i fa'aofuofu YSZ masani, LZO e mafai ona tatalia le maualuga o le vevela ma fa'aitiitia le vevela e tafe i totonu o le u'amea. Mo lenei mafuaʻaga, o le tele o suʻesuʻega e taʻua ai le lanthanum zirconate "o se mea e faʻamoemoeina sui tauva mo talosaga TBC" ona o le maualalo o le vevela ma le maualuga o le faʻamautu. I se faaupuga manino, o le lanthanum zirconate coating e taofia ai kasa vevela ma puipuia le fausaga o loʻo i lalo e tusa lava pe i lalo o tulaga ogaoga.
O le faʻagasologa o le faʻaogaina o le plasma e sili ona talafeagai mo La₂Zr₂O₇. I le su'iina o le plasma, e fa'avevela le pa'u o le LZO i totonu o se va'alele plasma ma fa'aoso i luga o le mea e fai ai se sima. O lenei metotia e fausia ai se lamellar, microstructure porous lea e faʻaleleia ai le faʻafefe. E tusa ai ma tusitusiga o oloa, o le paʻu LZO maualuga maualuga o loʻo faʻamoemoeina mo le "plasma thermal spraying (faʻafefete pa puipui)". O le fa'alavalava e maua mai e mafai ona fa'afetauia (fa'ata'ita'iga i le fa'atonutonuina o le porosity po'o le doping) mo mana'oga fa'apitoa mo afi po'o le va'alele.
Fa'afefea ona fa'aleleia e le TBC le va'alele ma le malosi: E ala i le fa'aogaina o mea fa'apipi'i e fa'avae i le LZO i vaega afi, e mafai ona fa'agaioi ma le saogalemu afi afi ma kesi kesi i le vevela maualuga. O lenei mea e oʻo atu ai i le afi sili atu ona lelei ma le faʻaogaina o le eletise. I le faʻatinoga, ua iloa e inisinia o TBC e "tumau le mafanafana i totonu o le potu mu" ma faʻaleleia le faʻaogaina o le vevela ae faʻaitiitia foʻi le faʻafefe. I se isi faaupuga, o le lanthanum zirconate coatings e fesoasoani e taofi le vevela i le mea e manaʻomia (i totonu o le potu) ma puipuia ai le vevela, o lea e faʻaoga atoatoa ai afi afi. O lenei feso'ota'iga i le va o le fa'a'ese'ese lelei ma le fa'amumu mama e fa'avaeina le talafeagai o le LZO i le malosi mama ma le fa'aauau.
E le gata i lea, o le tumau o le LZO e faʻalauteleina ai taimi ole tausiga. O lona tete'e i le sintering ma oxidation o lona uiga o le sima e tumau pea i luga o le tele o taamilosaga vevela. O le lanthanum zirconate TBC ua mamanuina lelei e mafai ona faʻaititia ai le aofaʻi atoa o le ola e ala i le faʻaitiitia o le sui o vaega ma le taʻavale. I se aotelega, o le LZO coatings o lo'o fa'asalaina i le plasma ose fa'atekonolosi autu e mafai ai mo le isi auga-tupulaga maualuga-mamafa turbines ma aero-engines.
Isi Talosaga Alamanuia
I tua atu o TBCs e fa'asalaina i le plasma, o mea fa'apitoa a le lanthanum zirconate o lo'o fa'aogaina i le tele o sima maualuluga:
● Faʻasaʻo vevela ma leo: E pei ona taʻua e le au gaosi oloa, o loʻo faʻaaogaina le LZO i mea faʻapipiʻi lautele. Mo se fa'ata'ita'iga, porous lanthanum zirconate ceramics e mafai ona poloka le tafe o le vevela ae fa'asusu fo'i le leo. E mafai ona fa'aogaina nei pa'u fa'amama po'o alava i totonu o le ogaumu po'o mea faufale e mana'omia ai le fa'a'ese'esega maualuga.
● Catalysis: Lanthanum oxides o lo'o lauiloa (fa'ata'ita'iga i le fa'amamaina po'o le fa'aleagaina o le filogia), ma o le fausaga a le LZO e mafai ona fa'aogaina elemene catalytic. I le fa'atinoga, e mafai ona fa'aogaina le LZO e fai ma lagolago po'o se vaega i fa'amalosi mo fa'agaioiga o le kesi. O lona mautu i le maualuga o le vevela e manaia ai faiga e pei o le liua o le syngas poʻo le faʻaogaina o mea taʻavale, e ui lava o faʻataʻitaʻiga faʻapitoa o La₂Zr₂O₇ o loʻo faʻaalia pea i suʻesuʻega.
● Mea Matagofie ma Fluorescent Mea: O le mea e malie ai, o le lanthanum zirconate e mafai ona fa'apipi'iina i ioni e seasea-lalolagi e fai ai phosphors po'o scintillators. O le igoa o mea e aliali mai i fa'amatalaga o mea fa'alili. Mo se fa'ata'ita'iga, o le doping LZO fa'atasi ai ma le cerium po'o le europium e mafai ona maua mai ai ni tioata fa'amalama-maualuga-tete'e mo moli po'o fa'aaliga tekonolosi. O le maualalo o le malosi o le phonon (ona o fusi o le oxide) e mafai ona aoga i le infrared po'o le scintillation optics.
● Faʻamatalaga Faʻatekonolosi: I nisi faʻapitoa faʻapitoa, o ata tifaga lanthanum zirconate o loʻo suʻesuʻeina e pei o le maualalo-k (low dielectric) insulators poʻo le faʻasalalauina o pa puipui i microelectronics. O lona mautu i le oxidizing atemosifia ma i le maualuga voltages (ona o le maualuga bandgap) e mafai ona ofoina atu faamanuiaga i luga o oxides masani i siosiomaga faaeletonika malosi.
● Meafaigaluega Tipi ma Vaega La'ei: E ui ina le masani, o le maaa o le LZO ma le vevela o lona uiga e mafai ona faʻaaogaina e fai ma paʻu puipui malosi i luga o meafaigaluega, e tutusa ma le faʻaogaina o isi mea faʻapipiʻi sima mo le faʻaofuofu.
O le faʻaogaina o le La₂Zr₂O₇ e mafua mai i le avea o se sima e tuʻufaʻatasia le kemisi e seasea-lalolagi ma le malosi o le zirconia. O se vaega o le fa'asologa lautele o sima “seasea-lalolagi zirconate” (pei o le gadolinium zirconate, ytterbium zirconate, ma isi) e fa'ainisinia mo tulaga maualuga o le vevela.
Si'osi'omaga ma Fa'amanuiaga Lelei
Lanthanum zirconate e saofagā i le faʻaauau e ala i le malosi malosi ma le umi o le ola. I le avea ai o se insulator vevela, e mafai ai e masini ona ausia le faʻatinoga tutusa ma le faʻaitiitia o le suauu. Mo se fa'ata'ita'iga, o le ufiufiina o le lau o le turbine i le LZO e mafai ona fa'aitiitia ai le vevela ma fa'apea ona fa'aleleia atili ai le lelei o le afi. O le fa'aitiitia o le suau'u mu e fa'aliliu sa'o i le fa'aitiitia o le CO₂ ma le NOₓ fa'aoso i le iunite o le malosi. I se tasi o su'esu'ega talu ai nei, o le fa'aogaina o le LZO i totonu o le afi afi fa'atasi ma le biofuel na maua ai le maualuga o le fa'aogaina o le vevela ma fa'aitiitia ai le fa'aosoina o le carbon monoxide. O nei fa'aleleia atili o ituaiga o tupe maua o lo'o sailia i le fa'atosina atu i le mama o felauaiga ma le malosi.
O le ceramic lava ia e le fa'a-chemically inert, o lona uiga e le maua mai ai ni mea fa'aleagaina. E le pei o insulators organic, e le fa'aosoina ni mea fa'afefete i le vevela maualuga. O le mea moni, o le mautu maualuga-maualuga e oʻo lava ina talafeagai mo suauʻu ma siosiomaga (faʻataʻitaʻiga o le hydrogen combustion). So'o se fa'amanuiaga lelei e tu'uina mai e le LZO i turbine po'o afi afi e fa'ateleina ai fa'amanuiaga tumau o suau'u mama.
Umia ma faaitiitia otaota: LZO tetee i le faaleagaina (sintering ma oxidation tetee) o lona uiga o le umi o le olaga mo vaega ua ufiufi. O le lau o le turbine ma le LZO pito i luga e mafai ona faʻaaogaina e sili atu le umi nai lo le mea e leʻi faʻapipiʻiina, faʻaitiitia ai le manaʻoga mo sui ma faʻasaoina mea ma le malosi i se taimi umi. O lenei fa'atumauina ose fa'amanuiaga tau si'osi'omaga, aua e mana'omia le fa'aitiitiga o le gaosiga.
Ae ui i lea, e taua le mafaufau i le vaega o elemene e seasea-lalolagi. Lanthanum ose lalolagi e seasea maua, ma e pei o ia elemene uma, o lona la'uina ma le lafoai e laga ai fesili tumau. Afai e le pulea lelei, e mafai ona afaina ai le si'osi'omaga o le fa'asaoina o eleele e seasea maua. O suʻesuʻega talu ai nei o loʻo matauina ai o lanthanum zirconate coatings "o loʻo i ai elemene eleelea e le masani ai, lea e faʻatupuina ai popolega faʻaauau ma oona e fesoʻotaʻi ma le faʻaogaina o eleele e le masani ai ma le lafoaia o mea". O lo'o fa'amamafaina ai le mana'oga mo le fa'atauaina o le La₂Zr₂O₇ ma ta'iala e mafai ona toe fa'aaogaina mo pa'u fa'aalu. O le tele o kamupani i le vaega o meafaitino maualuluga (e aofia ai le epomaterial suppliers) o loʻo nofouta i lenei mea ma faʻamamafa le mama ma faʻaitiitia otaota i le gaosiga.
I se aotelega, o le a'afiaga o le siosiomaga o le fa'aogaina o le lanthanum zirconate e masani lava ona lelei pe a fa'ataunu'uina le aoga ma le umi o le olaga. E ala i le fa'amalosia o le fa'amumu mama ma mea faigaluega umi atu, e mafai ai e sima fa'avae LZO ona fesoasoani i alamanuia e fa'ataunu'u fa'amoemoega o le malosi lanu meamata. O le fa'afoega fa'atatau o le fa'asologa o meafaitino ose fa'atatauga tutusa.
Vaaiga i le Lumana'i ma Fa'asologa
I le vaʻavaʻai i luma, o le lanthanum zirconate ua sauni e tuputupu aʻe i le taua aʻo faʻaauau pea ona faʻaleleia le gaosiga o gaosiga ma tekinolosi mama:
● Ausia Turbines e sosoo ai:A'o una'ia e vaalele ma afi eletise mo le maualuga o le vevela (mo le lelei po'o le fetuunaiga i isi suauu), o mea TBC e pei o le LZO o le a taua tele. O lo'o fa'aauau pea su'esu'ega ile fa'alavalava fa'alavalava lea o lo'o nofo ai se vaega o le lanthanum zirconate po'o le LZO doped i luga a'e o le YSZ fa'aleaganu'u, tu'ufa'atasia mea sili ona lelei o mea ta'itasi.
● Aerospace ma le Puipuiga:O mea e tetee atu i le radiation (fa'ailoa i nisi o su'esu'ega) e mafai ona fa'afiafiaina mo avanoa po'o fa'aoga faaniukilia. O lona mautu i lalo ole fa'avevelaina ole vaega ole vaega ole su'esu'ega malosi.
● Mea Fa'aliliuina Malosiaga:E ui e le masani le LZO o se electrolyte, o nisi suʻesuʻega e suʻesuʻeina mea e fesoʻotaʻi ma le lanthanum i sela suauʻu solid-oxide ma sela eletise. (O le tele o taimi, La₂Zr₂O₇ e faia ma le le iloa i le faʻaogaina o le lanthanum cobaltite electrodes ma YSZ electrolytes.) O lenei mea e faʻaalia ai lona fetaui ma siosiomaga eletise eletise, lea e mafai ona faʻaosofia ai ni mamanu fou mo reactors thermochemical poʻo vevela.
● Mea Fa'apitoa:O lo'o fa'atupula'ia le mana'oga o maketi mo sima fa'apitoa. O lo'o ofoina atu nei e le au fa'atau oloa e le gata o le LZO maualuga-mama ae fa'apena fo'i suiga o le ion-doped (mo se fa'ata'ita'iga, fa'aopoopo le samarium, gadolinium, ma isi e tweak le lattice tioata). EpoMaterial o loʻo taʻua ai le mafai ona gaosia le "ion doping ma suiga" o le lanthanum zirconate. O ia doping e mafai ona fetuunai mea e pei o le faʻalauteleina o le vevela poʻo le faʻaogaina, faʻatagaina inisinia e faʻafetaui le sima mo faʻainisinia faʻapitoa.
● Fa'asologa o le lalolagi:Fa'atasi ai ma fa'amamafa fa'alelalolagi i le fa'aauau ma fa'atekonolosi fa'atekonolosi, o mea e pei o le lanthanum zirconate o le a tosina mai ai tagata. O lana matafaioi i le fa'aagaoioia o afi fa'alelei e feso'ota'i ma fa'ata'ita'iga o le tamaoaiga o le suau'u ma fa'atonuga mama mama. E le gata i lea, o atinaʻe i le 3D lomitusi ma le gaosiga o sima e mafai ona faʻafaigofie ai le faʻatulagaina o vaega LZO poʻo faʻapipiʻi i ni auala fou.
O lona uiga, o le lanthanum zirconate o loʻo faʻataʻitaʻia ai le auala e faʻafetaui ai e kemisi sima masani manaʻoga o le 21st seneturi. O lona tu'ufa'atasiga o mea e le masani ai-lalolagi ma le malosi o le sima o lo'o fa'aogaina ma fanua e taua: va'alele gafataulimaina, fa'aola eletise, ma tua atu. A'o fa'aauau su'esu'ega (silasila i iloiloga lata mai i luga ole LZO-based TBCs), e foliga mai o le a alia'e mai ni talosaga fou, ma fa'amaua atili ai lona taua ile fa'afanua o meafaitino.
Lanthanum zirconate (La₂Zr₂O₇) o se sima maualuga-fa'atinoga e tu'ufa'atasia le mea aupito sili ona lelei o kemisi oxide e seasea-lalolagi ma fa'alumaina fa'avela. Faʻatasi ai ma le maualalo o le vevela, faʻamautu maualuga, ma le malosi o le pyrochlore fausaga, e sili ona fetaui lelei mo paʻu paʻu vevela faʻapipiʻi plasma ma isi mea faʻapipiʻi. O lona fa'aogaina i le aerospace TBCs ma le malosi e mafai ona fa'aleleia atili ai le lelei ma fa'aitiitia le fa'aoso, fesoasoani i sini fa'aauau. O tagata gaosi oloa e pei o le EpoMaterial e ofoina atu le mama LZO paʻu faʻapitoa mo nei faʻaoga pito sili ona lelei. A'o una'ia e alamanuia o le lalolagi le malosi mama ma mea e sili atu ona atamai, o le lanthanum zirconate e tulaga ese o se sima taua fa'atekonolosi - o se tasi e mafai ona fesoasoani e fa'amalieina ai afi, fa'aleleia atili le fausaga, ma fa'amatagofie faiga.
Taimi meli: Iuni-11-2025