B位Ti⁴⁺掺杂对Gd₂(Zr_0.2Ce_0.3)₂O₇陶瓷材料力学性能的影响

【作者】 燕子厚； 李瑞一； 张永和； 张凯； 谢敏；

【机构】 内蒙古科技大学材料与冶金学院；

【摘要】 采用固相反应法制备Gd₂(Zr_0.7Ce_0.3-xTi_x)₂O₇（x=0,0.1,0.2,0.3）陶瓷材料,分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、弹性应变性能测定仪和维氏硬度计表征Gd₂(Zr_0.7Ce_0.3-xTi_x)₂O₇ （x=0, 0.1, 0.2, 0.3）陶瓷材料的物相结构、微观形貌、弹性模量和断裂韧性。Ti⁴⁺的掺杂使陶瓷材料物相晶体结构和晶粒尺寸发生变化。通过改变掺杂量可以使Gd₂(Zr_0.2Ce_0.3)₂O₇陶瓷材料由立方烧绿石结构向缺陷型萤石结构转变,并对其进行弹性模量测定和断裂韧性测试,该体系陶瓷材料的弹性模量和断裂韧性随Ti⁴⁺掺杂量的增加逐渐增大,分别由200.4Gpa和2.2MPa·m^1/2增大到217.2 Gpa和2.8 MPa·m^1/2,提高率分别为8.3%和27.3%。Ti⁴⁺的掺杂可以在一定程度上提高Gd₂(Zr_0.2Ce_0.3)₂O₇陶瓷材料的弹性模量与断裂韧性,对力学性能有所改善。更多还原