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中国稀土学报2025年第03期:传统固相烧结和感应加热下Sm~(3+)掺杂Y_2O_3陶瓷烧结行为及力学性能对比研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:舒超;王周福;全正煌;刘浩;马妍;董云洁;

单位:武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室;

摘要:为促进Y_2O_3陶瓷烧结致密化,提高其力学强度,本文以Y_2O_3细粉为主要原料,选取Sm_2O_3和Sm(NO_3)_3作为烧结助剂,分别采用传统固相烧结和感应烧结技术制备了Y_2O_3陶瓷材料,研究对比了不同烧结技术和Sm~(3+)引入方式及掺杂量对Y_2O_3陶瓷致密化程度、显微结构和力学性能的影响。结果表明:与传统烧结相比,采用感应烧结可在一定程度上提高Y_2O_3陶瓷的致密程度,起到减小材料孔径尺寸和细化晶粒的作用。引入Sm(NO_3)_3加热分解后产生的纳米级尺寸Sm_2O_3均匀固溶在Y_2O_3晶粒中,显著提高了Y_2O_3陶瓷的致密度、常温抗折强度和断裂韧性;而直接引入Sm_2O_3的颗粒尺寸较大,其固溶不均匀导致了Y_2O_3晶界处形成较多三角形孔隙,影响材料力学性能。随着Sm(NO_3)_3掺杂量的增加,Y_2O_3晶格畸变程度变高,陶瓷致密化程度提高,力学性能得到改善。

关键词:氧化钇;;钐离子掺杂;;感应烧结;;致密化;;断裂韧性

基金资助:国家自然科学基金项目(U21A2057,52372031)资助