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188宝金博页面版: 稀土掺杂对氧化铝相变及力学性能的影响

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内容提示: 摘要稀土掺杂能够有效改善亚稳态氧化铝的热稳定性, 但稳定机理尚存在争议, 基于此, 本文分别研究了稀土L a 和C e掺杂对丫- A 120 3热稳定性的影响, 通过分析相变过程中各中间相的形成温度及存在的温度区间, 对稳定机理进行了探讨; 同时研究了N d 掺杂对氧化铝力学性能的影响。L a 、 C e掺杂丫- A 120 3样品的烧结曲线研究发现, 稀土L a 、 C e掺杂样品的相变结束温度均高于未掺杂样品, 其中L a 掺杂将此温度提高了近10 0 ℃, 这是由于稀土离子半径大于铝离子, 烧结过程中主要偏聚于氧化铝晶界处, 从而抑制了基体离子的迁移。 比较L a 、 C e掺杂样品的相变结束温度发现, 相同掺杂浓度条件下, L a 掺杂更...

文档格式:PDF | 页数:68 | 浏览次数:33 | 上传日期:2015-12-31 22:12:18 | 文档星级:
摘要稀土掺杂能够有效改善亚稳态氧化铝的热稳定性, 但稳定机理尚存在争议, 基于此, 本文分别研究了稀土L a 和C e掺杂对丫- A 120 3热稳定性的影响, 通过分析相变过程中各中间相的形成温度及存在的温度区间, 对稳定机理进行了探讨; 同时研究了N d 掺杂对氧化铝力学性能的影响。L a 、 C e掺杂丫- A 120 3样品的烧结曲线研究发现, 稀土L a 、 C e掺杂样品的相变结束温度均高于未掺杂样品, 其中L a 掺杂将此温度提高了近10 0 ℃, 这是由于稀土离子半径大于铝离子, 烧结过程中主要偏聚于氧化铝晶界处, 从而抑制了基体离子的迁移。 比较L a 、 C e掺杂样品的相变结束温度发现, 相同掺杂浓度条件下, L a 掺杂更有利于提高y - A 120 3的热稳定性, 这是由于L a 3十半径大于C e4 + , 其在晶界处的偏聚浓度高于C e4 + , 对相变过程中物质迁移的抑制作用更明显, 同时由于C e4 + 价态与A 13+ 不一致, 在基体中引起的缺陷浓度高, 一定程度上有利于物质的迁移。X 射线衍射和红外表征表明, L a、 C e掺杂似1203样品相变过程中, 氧化铝各中问相的出现温度均被推迟, 相变区间得到展宽, 这是由于钙钛矿型结构化合物L a A l0 3( 9 0 0 . 9 50 ℃出现)和C eA l0 3( 110 0 . 117 0 ℃出现)对基体中铝离子的迁移产生了抑制作用, 从而使y - A 120 3的热稳定性提高, 同时可以看出, L a A l0 3的形成温度低于C eA l0 3, 因此L a 掺杂对y - A 120 3热稳定性的提高效果更为明显。稀土N d 掺杂丫. 和ct- A ! 【20 3样品烧结行为研究发现, N d 掺杂促进了稳态氧化铝的致密化, 而抑制了1, . A 120 3的烧结; 力学性能研究表明, N d 掺杂提高了稳态氧化铝样品的抗弯强度、 断裂韧性和显微硬度, 而对y - A 120 3影响不明显, 相同条件下以稳态氧化铝为起始粉料样品的力学性能均优于y - A 120 3; 显微结构观察发现掺杂阻碍了氧化铝烧结过程中的颗粒粗化, 样品均以沿晶断裂模式为主; N d 掺杂稳态氧化铝样品的透射电镜研究表明, 烧结过程中形成的富N d 区主要分布于基体颗粒的交接处。关键词: 稀土; 氧化铝; 相变; 力学性能

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