稀土氧化物在（Ba,Sr）TiO3基陶瓷材料中的应用

综述了稀土氧化物在各种作用的（Ba,Sr)TiO3基陶瓷中的掺杂改性和应用现状，详细讨论了稀土氧化物掺骠改性作用机理，分析了该领域应用研究的发展方向。为稀土氧化物掺杂改性（Ba,Sr)TiO3基陶瓷提供理论依据。     

稀土氧化物在功能陶瓷中的应用分析

综述了稀土氧化物在压电陶瓷，导电陶瓷，AlN陶瓷，ZrO2氧敏陶瓷，微波介质陶瓷中的应用现状，详细讨论了稀土的作用机理，再现了稀土氧化物掺杂改性的规律，为利用稀土氧化物掺改性功能陶瓷提供一定的参考和指导作用，并且为稀土氧化物的应用指明了方向，简述了该领域应用研究的发展方向。     

B–Si–Zr掺杂炭材料的制备及其抗氧化性能

以煤沥青甲苯可溶组分、聚碳硅烷、吡啶硼烷和ZrB_2有机前驱体为原料,通过低温裂解制备掺杂沥青,经过不同温度热处理得到B–Si–Zr掺杂炭材料,考察了掺杂炭材料抗氧化性能。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等对B–Si–Zr掺杂炭材料氧化前后的物相组成和微观结构进行表征。结果表明:1600℃热处理得到的B–Si–Zr掺杂炭材料中,ZrB_2陶瓷颗粒逐渐形成,在氧化过程中,SiC和ZrB_2等陶瓷与氧气反应生成SiO_2、B_2O_3和ZO_2,氧化物在炭材料表面形成保护膜,该热处理温度得到的掺杂炭材料抗氧化性较强。     

氧化钇掺杂ZrB_2-SiC陶瓷基复合材料的抗烧蚀性能研究

采用热压烧结工艺制备了氧化钇掺杂Zr B2-Si C陶瓷基复合材料,利用高频等离子体电弧风洞对氧化钇掺杂Zr B2-Si C进行了2300℃和2400℃的抗氧化烧蚀性能测试,分析了氧化钇对陶瓷材料抗烧蚀性能的影响,探讨了稀土氧化物掺杂Si C-Zr B2陶瓷材料的抗烧蚀机理。结果表明,在升温及降温过程中均未开裂,材料具有较好的抗热冲击性能,质量烧蚀率分别为0.0344 g/s和0.0365 g/s,氧化层厚度分别为1 mm和2 mm,表面烧蚀中心和边缘的氧化产物分别为低温稳定相Zr O2和Si O2,氧化层结构仍旧是连续的,体现了材料较好的抗氧化烧蚀性能。     

Y_2O_3添加剂对SiC复相多孔陶瓷烧结性能和力学性能的影响

利用添加造孔剂法制备SiC复相多孔陶瓷。研究了Y2O3添加剂对SiC复相多孔陶瓷的烧结温度及烧结体力学性能的影响机理。结果表明:Y2O3的加入大大降低了SiC复相多孔陶瓷烧结温度,样品的力学性能有所提高,抗弯强度提高18.46%,稀土氧化物占总质量3%时能提高SiC复相多孔陶瓷的抗氧化性,氧化速率降低了66.7%。YAG相在SiC晶界均匀分布,细晶,裂纹偏转及晶界桥联是SiC复相多孔陶瓷的增韧的机理。     

碳纤维增强碳复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的研究进展(英文)

碳纤维增强碳(carbon fiber reinforced carbon,C/C)复合材料抗氧化问题一直是国际材料界研究的热点。硅基陶瓷作为C/C复合材料抗氧化涂层,是目前研究最深入的涂层体系。综述了国内外近几年C/C复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的研究进展,总结了C/C复合材料高温抗氧化硅基陶瓷涂层的制备工艺和对已有工艺的改进方法,分析了硅基陶瓷涂层在高温空气中、燃烧环境中的氧化失效机理。结合硅基非氧化物陶瓷(SiC,Si3N4等)环境障碍涂层的发展,展望了C/C复合材料在复杂环境中抗氧化涂层的研究方向。     

碳化硅基复相陶瓷的高温氧化及其对强度的影晌

本文系统地研究了引入第二相非氧化物粒子TiC,TiB_2,ZrB_2和氧化物粒子Al_2O_3后SiC基复相陶瓷的氧化行为和规律,以及它对SiC基复相陶瓷强度的影响。实验结果发现,引入第二相非氧化物粒子后SiC基复相陶瓷的抗氧化性能大大降低,会在较低的温度下发生灾难性快速氧化,出现灾难性氧化的温度与引入的第二相非氧化物粒子的种类有关而与添加量无关,在出现灾难性氧化前的100～150℃,强度会发生大幅度下降现象;引入第二相氧化物粒子Al_2O_3的SiC基复相陶瓷,其抗氧化性不发生踢显变化,高温强度也不出现大幅度降低的现象;各种SiC基复相陶瓷的抗氧化能力次序为:SiC-Al_2O_3>SiC-TiC>SiC-TiB_2>SiC-ZrB_2。     

热压烧结Ti3SiC2材料的性能研究

热压烧结摩尔比为2TiC/Ti/Si/0.2A1的混合粉末制备的含铝Ti3SiC2材料的力学性能、电性能、热性能和高温氧化性能得到了研究.试样的抗压强度、弯曲强度、断裂韧性和维氏硬度分别为854MPa、420MPa、5.8MPa·m1/2和3.5～5.0GPa;25℃和800℃时的电导率分别为4.3×103和1.0×106 S·m-1;热膨胀系数为9.0×10-6 K-1.固溶在基体中的Al改变了材料的氧化机理,氧化过程中Al的向外扩散代替了Ti的向外扩散,并在表面形成致密的以α-Al2O3为主要成分的氧化膜,提高了材料的抗氧化性能.     

碳化硅-氧化硅-复合氧化物系烧结制品

日本开发了一种由稀土类氧化物-氧化铝-氧化硅与SiC及Si3N4混合料组成的烧结制品，它强度高、韧性好。其配料组成（％）：由稀土类氧化物95～5，Al2O34．9～94．9及SiO20．1～10组成的复合氧化物5～95；粉料、晶须或者它们复合的SiC90～5；粉料、晶须或者它们复合的Si3N410～95的非氧化物混合料95～5。把此混合料成型后，置于非氧化性气氛中．以5～2000℃·min－1的升温速度加热，在1500～1900℃下保温1～600min，烧成制品无空隙和空洞。碳化硅-氧化硅-复合氧化物系烧结制品…     

超高温陶瓷材料的抗氧化性

氧化失效制约着在航空发动机等领域应用的超高温陶瓷的发展。本文对硼化物、碳化物超高温陶瓷材料在氧化机理和抗氧化研究方面作了综合评述。硼化物主要依靠表面非晶膜来阻止氧的扩散,温度过高,非晶膜失效;而碳化物则是靠金属碳氧化物层(MeCxOy)来阻止材料的进一步氧化。但大多数研究并未表明这些材料在2000℃以上仍有较好的抗氧化性。最后提出超高温陶瓷抗氧化的研究方向。     

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。     

倍半氧化物激光陶瓷的研究进展

倍半氧化物透明陶瓷具有声子能量低、热膨胀系数低、损伤阈值高、热导率高等优势,在固体激光领域有着极大的应用前景。提出了研制高质量倍半氧化物透明陶瓷亟需解决的瓶颈问题,阐述了在倍半氧化物陶瓷制备过程中提高光学质量、减少晶格缺陷的关键措施,总结了稀土离子掺杂倍半氧化物陶瓷在1～3μm波段固体激光器应用中的代表性成果,并对倍半氧化物激光陶瓷的未来发展进行了展望。     

掺杂Y3+,Dy3+的BaTi0.91Sn0.09O3陶瓷系统介电性能研究

研究了BaTiO3-BaSnO3系陶瓷电容器瓷料中掺杂稀土氧化物Y2O3和Dy2O3及不同掺杂方式对材料介电性能的影响.初步制得有高介电常数、低温度变化率的高压陶瓷电容器瓷料,应用X-射线衍射对样品进行微观结构分析,并探讨了改性作用的机理.     

掺杂La2O3对刚玉基复相陶瓷的烧结和力学性能的影响

刚玉基复相陶瓷材料具有高硬度、高强度及耐磨性等优异的力学性能,是结构陶瓷领域研究的热点之一,具有广阔的应用前景.以α-Al2O3、SiC和ZrO2为原料,掺杂少量稀土氧化物La2O3,采用无压埋烧工艺,制备了稀土掺杂刚玉基复相陶瓷.通过XRD、SEM等手段研究La2O3添加量对复相陶瓷微观结构和性能的影响.结果表明:掺杂La2O3可将复相陶瓷的烧结温度降低至1540℃,经1540℃烧结的掺杂复相陶瓷强度和硬度分别为183 MPa和18.46 GPa.La2O3位于晶界处抑制晶粒长大,促进晶粒细化,利于样品的致密化,同时其晶界强化作用有利于复相陶瓷强度的提高.     

碳纤维增强Si-C-N陶瓷基复合材料的氧化行为

采用化学气相浸渗(chemical vapor infiltration,CVI)法制备了以热解碳为界面的碳纤维增强碳氮化硅陶瓷基(carbon fiber reinforced siliconcarbonitride ceramic,C/Si-C-N)复合材料.用热重法研究了无涂层C/Si-C-N在空气环境中的氧化行为.研究表明:由950℃ CVI沉积的Si-C-N基体所制备的C/Si-C-N复合材料的氧化行为与碳纤维增强SiC陶瓷基(carbon fiber reinforced silicon carbide ceramic,C/SiC)复合材料的完全不同.在600～1 200℃,C/Si-C-N的氧化速率随温度的升高而持续增加,其抗氧化能力在600℃明显高于C/SiC复合材料;在900℃,抗氧化能力与C/SiC复合材料基本相当;在1 200℃,抗氧化能力则低于C/SiC复合材料.C/Si-C-N复合材料所表现出来的氧化行为主要与Si-C-N基体较低的热膨胀系数有关.     

国内外工业陶瓷文献题录及文摘(二)

99036 碳/碳复合材料表面MoSi_2SiC复相陶瓷涂层及其抗氧化机制·硅酸盐学报,1999,27(1):8～15 对MoSiC复相涂层的显微形貌、相组成及成分进行了分析,考察并研究了有涂层的碳/碳复合材料在1650℃以下温度的等温氧化性能,以及涂层的结构与组成对抗氧化性能的影响,阐述了涂层的抗氧化过程及机理,并进一步提出了合理的涂层结构。结果表明,碳/碳复合材料表面MoSi_2-SiC复相陶瓷涂层的抗氧化性能取决于氧在涂层中的扩散过程。     

B4C增强SiC基复合陶瓷力学性能和抗氧化性能

为改善SiC基复合陶瓷的抗氧化性能，以SiC基复合陶瓷为对象，研究了B₄C的添加量对SiC基复合陶瓷显微结构、力学性能和抗氧化性能的影响。结果表明，添加B₄C可提高材料中SiC的结晶性和石墨化程度；经1 450℃处理后，当B₄C添加量为6%(质量分数)时，SiC基复合陶瓷的线变化率由1.39%降至0.58%；抗折强度和抗压强度分别由28.06 MPa和48.03 MPa提高到50.25 MPa和98.58 MPa(分别提高1.8倍和2倍)；当B₄C添加量由0增加到6%时，SiC基复合陶瓷经1 400℃烧结(氧化气氛)的氧化指数由30.33%降低至18.35%，氧化层厚度由3.52 mm降至0.23 mm。添加B₄C可提高SiC晶须的生成量，显著增强SiC基复合陶瓷的强度和抗氧化性。     

SiC/SiC复合材料抗氧化界面相的研究现状及展望

SiC/SiC复合材料具有耐高温、抗氧化、耐烧蚀、抗热震等优异性能,是航空航天领域理想的高温结构材料。界面相是影响SiC/SiC复合材料性能的关键因素之一。依据陶瓷基复合材料界面相设计理念的不同,本工作将SiC/SiC复合材料界面相分为层状结构、难熔氧化物、稀有金属盐、多元陶瓷4大类,综述了各类界面相的材料种类与形式、力学及抗氧化性能改性效果、性能影响因素及作用机理、存在的问题,并对未来发展趋势进行了展望。     

超高温陶瓷及其复合材料的稀土改性研究进展

超高温陶瓷及其复合材料因具有耐超高温、轻质和抗氧化烧蚀等优点,目前已成为航空航天领域热结构材料研究的热点和前沿。基于稀土化合物在热障涂层等领域的优异性能和成功应用,研究人员将稀土化合物引入超高温陶瓷及其复合材料中,改善氧化层的结构和性质,以期解决超高温陶瓷基复合材料氧化层增长速度偏快和宽温域高低温循环氧化层易剥落等问题。本文综述了稀土改性超高温陶瓷及其复合材料的研究现状,分析探讨了改性机理,并展望了未来的研究发展方向。     

ZrB2–SiC多层陶瓷的抗氧化性

用传统陶瓷的流延工艺制备ZrB2–SiC多层陶瓷。用Archimedes法测定ZrB2–SiC多层陶瓷的相对密度。用扫描电子显微镜观察其显微结构,并进行循环抗氧化性能评价。结果表明：ZrB2–SiC多层陶瓷在1 950℃烧结的致密度达到99.7%,材料的抗氧化过程主要可分为两个阶段：第一阶段低熔点相的挥发,出现质量损失;第二阶段氧化层的形成,降低进一步氧化速率。抗氧化性能较ZrB2–SiC复相陶瓷有很大提高。