通过B位Ta置换对ABO4型EuNbO4的热学和力学性质进行优化OA

作者：陈琳; 冯晶^*

来源：Engineering, 2020, 6(02): 164-181.

• 热障涂层
• 稀土铌酸盐
• 置换
• 热导率
• 热膨胀系数
• 杨氏模量

铁弹性的ABO4型RETaO4陶瓷和RENbO4陶瓷(RE表示稀土)是具有潜在应用价值的热障涂层(TBC)材料,研究人员正在对其进行大量研究。结果显示,RETaO4陶瓷的力学性质优于RENbO4陶瓷的力学性质。在本研究中,我们通过B位钽(Ta)置换对利用固相法(SSR)制备的EuNbO4陶瓷的热学和力学性质进行优化。我们使用X射线衍射(XRD)法和拉曼光谱技术对所制备的晶体结构进行确认,并利用扫描电子显微镜(SEM)对结构表面的微观形貌进行观察。结果表明,通过B位Ta置换可以有效提高EuNbO4陶瓷的杨氏模量和热膨胀系数(TEC),且其最大值分别为169 GPa和1.12×10-5K-1(1200℃);EuNbO4陶瓷的热导率被降低至1.52 W·K–1·m–1(700℃),且材料的抗热辐射能力得到了改善。我们建立了声子热扩散系数与温度之间的关系,用以通过消除热辐射效应来确定声子本征热导率。研究结果表明,通过B位Ta置换能够有效优化EuNbO4的热学和力学性质,从而使得此种材料在将来可成为一种高温结构陶瓷材料。