稀土氧化物在氮化硅陶瓷中应用的研究进展

简要论述了稀土氧化物在氮化硅陶瓷材料中的应用研究概况,介绍了单一稀土氧化物以及复合掺杂稀土氧化物在氮化硅陶瓷材料中的应用进展,并比较了它们对氮化硅陶瓷材料性能的影响;最后对稀土氧化物在氮化硅陶瓷材料中的应用前景作了简单分析和展望.     

轻工陶瓷专利

CN1057505A一种具有优良韧性和抗侵蚀能力的高强度烧结复合陶瓷体及其制备工艺:提供了一种具有优良韧性和抗侵蚀能力的高强度复合陶瓷结体。该烧结体是由一个作为单一陶瓷材料(如SiC,SiN,SiAlON ,ZrO2a或Al_2O_3)工作面的烧结表面层和一个复合陶瓷材料烧结内层构成,该复合陶瓷材料中含有适当弥散物,如金属,合金及金属的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物或硼化物;该表面层和     

高稀土氧化物渣系熔化温度的测定

稀土钕铁硼、稀土储氢合金、镍氢电池电极等稀土废料经选择性氧化还原-渣金熔分处理后,其中的稀土以氧化物形态富集在熔分渣中,采用半球法对熔渣体系的熔化温度进行研究,以得到稀土氧化物含量高、熔化温度适宜的熔渣体系.结果表明,REO-SiO_2-Al_2O_3-FeO-B_2O_3渣系的熔化温度随REO含量降低、FeO含量增加而降低;REO-SiO_2-Al_2O_3-MnO渣系的熔化温度随REO含量降低而降低,60%(Pr,Nd)Ox-19.3%SiO_2-9.7%Al_2O_3-7%FeO-4%B_2O_3和55%(La,Ce)Ox-25.3%SiO_2-12.7%Al_2O_3-7%MnO渣系稀土氧化物含量高(适中)、熔化温度适宜,是最优的熔渣配比,可分别作为从钕铁硼废料和稀土储氢合金、镍氢电池电极废料中提取稀土的基础渣系.     

稀土氧化物在陶瓷材料中应用的研究现状及发展前景

综述了稀土氧化物在陶瓷材料中的研究现状和发展前景．并阐述了稀土氧化物在陶瓷中的作用机理。     

添加剂在镁铝尖晶石原料合成中的作用

综述了稀土氧化物(Y_2O_3、La_2O_3、Nd_2O_3和CeO_2等)、氟化物(CaF_2、MgF_2、AlF_3)、其他氧化物(ZnO、TiO_2和SnO_2等)以及复合添加剂(B_2O_3+TiO_2及B_2O_3+氟化物)等在镁铝尖晶石原料合成中的作用。引入合适的稀土氧化物可形成液相,促进镁铝尖晶石在较低温度下形成和结晶;氟化物中的F-掺入晶格中取代O2-,增大了阳离子空位浓度,增强了阳离子的扩散,促进尖晶石的形成;合适的复合添加剂也可促进镁铝尖晶石的合成。但添加剂对镁铝尖晶石合成过程中化学反应热力学和动力学的影响,对不同化学计量的镁铝尖晶石晶体结构、晶格常数和晶粒度大小等的影响,以及高温不同气氛下添加剂对镁铝尖晶石化学稳定性、致密度等的影响还需进一步深入系统研究。     

稀土氧化物弥散强化铁基粉末材料中 La_2O_3、CeO_2、Pr_6O_(11)、Nd_2O_3和 Sm_2O_3的光谱分析

为扩大稀土元素应用范围,湿法冶金工作者探索通过粉末冶金途径,把稀土氧化物作为弥散强化相加入铁基粉末制品中,以期改善材料的强度、硬度和耐磨性能,从而取代某些稀缺合金元素。为此,本文通过方法试验,建立了交流电弧粉末光谱法直接测定稀土氧化物弥散强化铁基粉末材料中 La_2O_3、CeO_2、Pr_6O_(11)、Nd_2O_3、Sm_2O_3轻稀上元素分量。以△S     

不同烧结气氛下SiAlON结合刚玉材料的烧结行为和显微结构

以α-Al_2O_3微粉和Si_3N_4粉为主要原料,分别以Al粉、AlN粉、SiO_2微粉、Al粉 Ce_2O_3粉、Al粉 Si粉 Ce_2O_3粉作添加剂,在空气中裸烧(氧化气氛)和空气中埋炭(还原气氛)的条件下,分别进行1350℃、1450℃、1550℃、1600℃保温6h的热处理后,制备了SiAlON结合刚玉复相材料,并研究了烧结气氛、烧结温度和添加剂种类对试样烧结行为和显微结构的影响。结果表明添加稀土氧化物Ce_2O_3或少量SiO_2微粉能促进材料的烧结;在氧化气氛下,以SiO_2微粉为添加剂的试样的致密化程度随处理温度的升高而降低,而在埋炭还原气氛下,其致密化程度随温度的升高而提高;SEM观察还表明,含不同添加剂的试样在不同气氛中处理后的显微结构也不同。     

含稀土ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃的化学稳定性（英文）

为了探索稀土氧化物掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的影响,利用熔融冷却法制备了掺杂Nd_2O_3、Gd_2O_3和Y_2O_3的ZnO-B_2O_3-SiO_2系玻璃。在一定的条件下,对玻璃在去离子水、酸、碱液态侵蚀介质中的腐蚀行为进行了研究。利用扫描电镜和能谱分析对腐蚀后的玻璃样品表面形貌和成分变化进行了表征,对酸性侵蚀介质中出现的白色沉淀进行了X射线物性分析,同时利用电感耦合等离子光谱仪测定了去离子水中浸出离子的浓度。结果表明:该系统玻璃的化学稳定性顺序为:耐酸性耐碱性耐水性。稀土氧化物的添加降低了玻璃侵蚀过程中的质量损失,减轻了玻璃的腐蚀程度和抑制了各组分的浸出量。Y_2O_3、Gd_2O_3和Nd_2O_3的添加使得该玻璃在去离子水中钠离子的浸出量从148.703μg/cm~2分别降低到43.751,63.984和138.828μg/cm~2。Nd_2O_3、Gd_2O_3和Y_2O_3掺杂对硼硅酸盐玻璃化学稳定性的改善作用顺序为Y_2O_3Gd_2O_3Nd_2O_3。     

SiC/SiAlON对原位SiC结合刚玉材料抗侵蚀性的影响

采用矾土基高铝刚玉为骨料,以电熔刚玉细粉、Si粉、SiC粉或SiAlON粉为基质料,用酚醛树脂为结合剂,试样于1450℃埋炭烧成后,制备了烧结良好的原位SiC结合刚玉复合材料;采用静态坩埚法研究了加入SiC或SiAlON对这种复合材料抗渣性的影响.结果表明:原位SiC结合刚玉材料具有良好的抗侵蚀性能,加入适量SiC或SiAlON后复合材料的抗侵蚀性进一步提高;原位SiC结合刚玉基材料抗侵蚀行为和机理为:熔渣侵蚀材料的过程是SiC和SiAlON等非氧化物先被氧化,然后其氧化产物SiO2和Al2O3与熔渣中的CaO和Al2O3以及材料基质中的Al2O3反应生成钙长石,材料被侵蚀;原位生成的SiC难被熔渣润湿,且填充在气孔中,堵塞了熔渣渗透的主要通道;加入SiC和SiAlON,材料中非氧化物的量明显增多,因此抗侵蚀性明显提高.     

(Sm1-xLa_x)_2(Zr1-yCe_y)_2O_7陶瓷材料介电性能与热导率

以Sm_2O_3, La_2O_3,ZrO_2和CeO_2等氧化物为原料,采用固相反应法制备双位掺杂(Sm_1-xLa_x)_2(Zr_1-yCe_y)_2O_7(x=0.5;y=0.1,0.2,0.3,0.4)陶瓷材料,研究了其晶体结构、显微组织、介电性能和热导率。结果表明,随着离子掺杂变化,该系列氧化物的结构发生了从焦绿石向萤石的转变。其显微组织比较致密,晶界清洁,但晶粒大小分布不均匀;且随掺杂离子元素含量的增加制备陶瓷材料的介电常数增大,热导率下降,热导率与介电常数成反比。     

Thermal shock resistance of rare-earth doped in-situ SiAlON reinforced h-BN matrix ceramics under vacuum thermal cycling

In-situ SiAlON reinforced BN-matrix ceramics were prepared by hot pressing sintering, and the effects of different rare earth oxides on the thermal shock resistance of the materials were investigated. The effects of rare earth oxides on the phase composition, microstructure, bending strength, thermal properties and thermal shock resistance of the composites were studied. The results show that the phase composition and bending strength of ceramics with different rare earth oxides had no obvious change. However, the influence on the thermal expansion coefficient of the material was notable. The thermal expansion coefficient of the ceramics with CeO₂ increased by 24.6% compared with Sm₂O₃ in the test temperature range. After 50 cycles of thermal shock at Δt = 1150 °C, the residual strength of ceramics with CeO₂ was down to 157.1 MPa, decreased by 40.6% compared with the one tested in room temperature. And the Sm₂O₃-added ceramics reduced by 34.7%–167.1 MPa after thermal shock. The decrease of the residual strength of ceramics is mainly caused by the internal stress generated by the mismatch between the growth of quartz and SiAlON phase in the matrix and the thermal expansion coefficient of the matrix. However, no macro cracks were observed on the surface of the samples after thermal shock.     

复合稀土氧化物对氧化铝陶瓷耐磨性能的影响研究

讨论了不同类型和不同量的六种稀土氧化物La2O3、ceO2、Y2O3、Sm2O3、Nd2O3、Dy2O3对氧化铝陶瓷进行掺杂的试验过程,研究表明：某两种或两种以上稀土氧化物一起添加到氧化铝陶瓷中,比单一稀土氧化物添加到氧化铝陶瓷中对提高陶瓷耐磨损性能的效果要好。     

稀土氧化物对钛酸铝陶瓷显微结构和力学性能的影响

研究了添加稀土氧化物Y2O3和Y2O3+Nd2O3对钛酸铝陶瓷的烧结温度、力学性能和显微结构的影响.结果表明,添加1%的稀土氧化物可以降低钛酸铝陶瓷的烧结温度,改善其显微结构,提高其力学性能,尤其是添加1%的复合稀土氧化物(Y2O3+Nd2O3)后,钛酸铝陶瓷的抗折强度和断裂韧性是未添加的试样的1.96倍和1.82倍.其性能提高的主要原因是由于稀土元素的细晶强化、净化界面、固溶强化、自增韧补强等作用.     

稀土氧化物对聚丙烯自然老化的影响

通过测试复合材料自然老化实验前后力学性能的变化,研究了稀土氧化物对聚丙烯(PP)老化性能的影响。结果发现,老化初期及中期,稀土氧化物对PP的老化有一定的促进作用;老化后期,则有一定的阻滞作用。4种氧化物中,CeO2和Pr6O11对PP老化的阻滞作用比较明显,抗老化性能较优。同种稀土氧化物复合材料中,稀土氧化物含量的不同对拉伸强度影响不大;而稀土氧化物填充量高,其冲击强度高,抗老化性能好。     

稀土氧化物对Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3基无铅压电陶瓷结构和性能的影响

综述了稀土氧化物在Na0.5Bi0.5TiO3(BNT)基无铅压电陶瓷中的应用现状和发展前景,并阐述了稀土氧化物在BNT基无铅压电陶瓷中的作用机理。     

稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR研究——Ⅰ．硫化胶的物理机械性能

以天然胶(NR)乳为原料，稀土化合物改性高耐磨炭黑N330(N330-Re)为填充隔离剂，用凝聚共沉法制备了稀土掺杂高耐磨炭黑填充型粉末NR[P(NR／N330-Re)]，研究了炭黑乳化剂用量、粉末化温度、硫磺用量、稀土元素的种类及用量、过渡金属Zn的用量、N330-Re的用量等因素对其硫化胶物理机械性能的影响。结果表明，所选用的稀土化合物对高耐磨炭黑N330具有优良的改性效果，从而对P(NR／N330-Re)硫化胶有显著的补强作用，其中以Sm2O3与La2O3改性效果最佳。     

The effect of rare earth oxides on the pressureless liquid phase sintering of α-SiC

Silicon carbide (SiC) ceramics have been fabricated by pressureless liquid phase sintering with Al₂O₃ and rare-earth oxides (Lu₂O₃, Er₂O₃ and CeO₂) as sintering additives. The effect was investigated of the different types of rare earth oxides on the mechanical property, thermal conductivity and microstructure of pressureless liquid phase sintered SiC ceramics. The room temperature mechanical properties of the ceramics were affected by the type of rare earth oxides. The high temperature performances of the ceramics were influenced by the triple junction grain boundary phases. With well crystallized triple junction grain boundary phase, the SiC ceramic with Al₂O₃–Lu₂O₃ as sintering additive showed good high temperature (1300 °C) performance. With clean SiC grain boundary, the SiC ceramic with Al₂O₃–CeO₂ as sintering additive showed good room temperature thermal conductivity. By using appropriate rare earth oxide, targeted tailoring of the demanding properties of pressureless liquid phase sintered SiC ceramics can be achieved.     

纳米稀土掺杂过渡金属氧化物对AP热分解的催化作用

为了解不同种类的过渡金属氧化物与稀土金属氧化物纳米粒子对AP热分解的催化作用,分别制备了过渡金属氧化物纳米粒子（Fe2O3,CuO和Co2O3）和稀土金属氧化物纳米粒子（CeO2,Nd2O3和Y2O3）,并进行相互掺杂混合。采用电子显微镜、X射线衍射仪、比表面分析仪、纳米粒度分析仪等表征手段,表明几种样品均为粒径纳米级、比表面积较大的纳米金属氧化物粒子。通过对纳米金属氧化物与AP复合样品进行热分析,发现不同的纳米金属氧化物具有不同的催化性能,但过渡金属氧化物与稀土氧化物在催化性能上无明显可比性;而混合掺杂的物质也具有不同的催化协同作用。纳米Co2O3和Y2O3在研究的过渡金属和稀土金属中表现出了对AP最好的催化作用。     

稀土氧化物在陶瓷工业中的应用

本文论述了稀土氧化物在陶瓷坯釉料，陶瓷颜料，陶瓷金水，工业陶瓷等方面的应用研究，初步探讨了稀土氧化物的作用机理，表明了稀土氧化物在陶瓷工业中有着广泛的作用并有着广阔的应用前景。