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掺杂氧化物对ZrO_2相结构稳定性及烧结性能的影响
  • ISSN号:2095-9389
  • 期刊名称:《工程科学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ174[化学工程—陶瓷工业;化学工程—硅酸盐工业]
  • 作者机构:[1]北京科技大学材料科学与工程学院,北京100083
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(50671012)
中文摘要:

采用共沉淀-凝胶方法,通过低温煅烧和中温烧结,分别制备了Y2O3、Al2O3掺杂的ZrO2粉体和陶瓷;利用X射线衍射分析、扫描电镜和透射电镜等手段,对掺杂不同氧化物ZrO2相结构的稳定性及烧结性能进行了研究.结果表明:在ZrO2中掺杂摩尔分数5%的Y2O3或者Al2O3,870℃焙烧15min的粉体前者为立方相,后者为四方相;它们的粉体成型后经1400℃烧结4h,前者在室温下仍能保持立方相,后者却得到的是单斜相;在焙烧粉末中,Al3+固溶到ZrO2的晶格中,对ZrO2四方相晶格起到稳定作用,而在其陶瓷中,Al3+从ZrO2的晶格中扩散到晶界,对ZrO2不起稳定作用,只起促进烧结和细化晶粒的作用.

英文摘要:

ZrO2 powders and ceramics doped with Y2O3 and Al2O3 respectively were prepared by a copreeipitation-gel method using low temperature calcining and medium temperature sintering. The structure stability and sintering properties of ZrO2 phase doped with the different oxides were studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and transmission electron microscopy. The results show that calcined at 870℃ for 15 min, ZrO2 powders doped with Y2O3 of 5% in molar fraction have a cubic phase, but those doped with Al2O3 of 5% in molar fraction have a tetragonal phase. After sintering the formed powders at 1 400 ℃ for 4 h, the former remains the cubic phase at room temperature, but the latter has a monoclinic phase. In the calcining powders, Al3+ dissolves into the lattice of ZrO2 and stabilizes the ZrO2 tetragonal lattice; whereas in their ceramic, Al3+ diffuses from the ZrO2 lattice to the grain boundaries, so it can not afford a stabilizing effect on the ZrO2 , only plays a role in promoting the sintering and thinning grain.

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期刊信息
  • 《工程科学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:北京科技大学
  • 主编:张欣欣
  • 地址:北京市海淀区学院路30号
  • 邮编:100083
  • 邮箱:xuebaozr@ustb.edu.cn
  • 电话:010-62332875
  • 国际标准刊号:ISSN:2095-9389
  • 国内统一刊号:ISSN:10-1297/TF
  • 邮发代号:82-303
  • 获奖情况:
  • 首届国家期刊奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,全国高等学校自然科学学报系统优秀学报评比一等奖,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 日本日本科学技术振兴机构数据库,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:392