氟化铈在陶瓷领域的应用以三氟化铈(CeF3)为主流品种,它凭借高化学稳定性、低折射率、优异的高温性能,作为陶瓷改性剂、功能组元或涂层原料,显著提升陶瓷的力学性能、光学性能和耐极端环境能力,广泛适配结构陶瓷、功能陶瓷和特种光学陶瓷三大品类。
一、核心应用场景及作用
1.结构陶瓷改性(最核心应用)
针对氧化铝(Al2O3)、氮化硅(SigN4)、碳化硅(SiC)等高性能结构陶瓷,CeF3作为晶粒抑制剂和烧结助剂发挥关键作用:
-作用机理:氟离子可吸附在陶瓷晶粒表面,抑制晶粒异常长大,细化晶粒尺寸;同时降低陶瓷烧结温度,促进坯体致密化,减少孔隙率。
-性能提升:使陶瓷的常温/高温硬度提升10%~20%,断裂韧性提高20%~30%,抗热震性和耐腐蚀性显著增强。
-终端产品:用于制造陶瓷刀具、轴承、高温窑具、航空发动机燃烧室内衬、耐磨机械部件等。
3.特种光学陶瓷
CeF3是制备氟化物基透明陶瓷的核心原料,适配高端光学场景:
-作用:作为基质材料或掺杂组分,利用其在紫外-红外宽波段的高透光性,结合陶瓷的高强度优势,制备透光陶瓷。
-终端产品:用于制造红外探测窗口、激光增益介质、光刻机光学部件、高温光学透镜等,性能优于传统光学玻璃和单晶材料。
4.陶瓷防护涂层
作为陶瓷涂层原料,CeF;可通过等离子喷涂、溶胶-凝胶等工艺涂覆在金属或陶瓷基体表面:。性能特点:形成的涂层致密、耐磨、耐酸碱腐蚀,且具有优异的抗熔融金属/炉渣侵蚀能力。。应用场景:用于冶金炉衬、玻璃窑炉内壁、航空发动机涡轮叶片的防护涂层,延长基体使用寿命。