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稀土元素与陶瓷间关系

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稀土元素与陶瓷间关系
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稀土元素与陶瓷间关系

【摘要】:
稀土元素与陶瓷间相互关系由于稀土元素具有电子层结构,电价高,半径大,极化力强,化学性质活泼及能水解等性质,故其应用十分广泛,尤其在特种陶瓷及功能材料方面具有广阔发展前景. Si3N4陶瓷 Si3N4陶瓷硬度高,强度大,热膨胀系数小,具有较高抗蠕变性能及抗氧化,抗腐蚀性能,是一种非常好高温结构材料.作为Si3N4陶瓷,由于Si-N键属共价键,致使在无液相存在下烧结非常困难,须加入添加剂.较为理想添加
稀土元素与陶瓷间相互关系
由于稀土元素具有电子层结构,电价高,半径大,极化力强,化学性质活泼及能水解等性质,故其应用十分广泛,尤其在特种 陶瓷 及功能材料方面具有广阔发展前景. 
Si3N4陶瓷 
Si3N4 陶瓷硬度高,强度大,热膨胀系数小,具有较高抗蠕变性能及抗氧化,抗腐蚀性能,是一种非常好高温结构材料.作为Si3N4 陶瓷,由于 Si-N键属共价键,致使在无液相存在下烧结非常困难,须加入添加剂.较为理想添加剂为稀土氧化物Y2O3,CeO2,La2O3 ,不仅可使 Si3N4陶瓷在烧结时产生液相,促进烧结,同时又可大大提高Si3N4陶瓷高温力学性能.研究表明,添加La2O3和
Y2 O3氮化硅陶瓷,其抗弯 强度在1370℃高温下保持不变,达1000MPa以上.添加Al2O3和La2O3烧结助剂Si3N4 陶瓷形成具有高耐火度和粘度Y-Ls- Si-O-N 玻璃 晶界,因此具有较高高温抗弯强度和较好抗氧化性能,并且在高温条件下易析出较高熔点结晶化合物,于是减少了材料非晶态玻璃相含量,提高了材料高温断裂韧性.
Al2O3陶瓷 
Al2O3 陶瓷具有较高硬度和机械强度,膨胀系数与金属差不多,同时具有良好化学稳定性.对Al2O3陶瓷来讲,为提高其高温热稳定性,可添加稀土 元素.研究表明:之所以能提高Al2O3 陶瓷高
温热稳定性,主要原因是形成了稀土铝酸盐,如添加La2O3可形成起到稳定作用LaAl11O18. 
为降低Al2O3 陶瓷烧成温度,改进产品性能,在其加入不同数量稀土外加剂,可大大降低烧成温度. 
SiC陶瓷 
SiC是共价键性极强化合物,在高温状态下仍能保持高键合强度,且热膨胀系数小,耐腐蚀性优良,具有较高热传导性,故是高温结构材料最有希望材料之一. 
SiC 中添加Al 2O3和Y2O3为烧结助剂可大大降低SiC陶瓷烧结温度,Al2O3和Y2O3 在烧结温度下形成液相,从而以液相烧结机理加速材料致密 化.有研究用无压烧结β制得含板状晶料液相烧结点液相,使整个烧结在有液相参与下进行,最终达到致密化.这样制得AIN陶瓷可作熔炼纯铁,铝等 优良坩锅材料及其高温结构材料. 
 
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