Y₂O₃掺杂Si₃N₄陶瓷

磨损率1.8×10⁻⁶

通过Y₂O₃/Al₂O₃烧结助剂调控晶界相，利用Y₂Si₂O₇、YSiO₂N等晶相抑制磨粒磨损，从而优化氮化硅陶瓷的耐磨性能。

Qiang, Wang · 周存龙 · Chao, Yang · Hao, Ruijie · Yuanqing, Yang

Applied Physics A: Materials Science and Processing 2023

参数信息

磨损率

1.8 × 10⁻⁶ mm³ N⁻¹ m⁻¹

残余热应力增幅

22–35% %

技术优势

五种晶界相可控

随着Y₂O₃添加量从1 wt%增加到9 wt%，样品中依次发现Y₂Si₂O₇、YSiO₂N、Y₄Si₂O₇N₂和Y₂Si₃O₃N₄四种晶界相，可通过成分调控相组成。

三相加持耐磨

Y₂Si₂O₇、YSiO₂N和Y₄Si₂O₇N₂晶界相在摩擦过程中抑制颗粒剥落，从而减缓磨粒磨损，提升耐磨性。

避开高应力相

Y₂Si₃O₃N₄晶界相引起的界面残余热应力比其他三种晶界相高22–35%，加剧磨粒脱落，设计时应避免其形成。

应用场景

• 耐磨陶瓷部件：替代传统耐磨陶瓷，延长部件寿命。
• 精密陶瓷加工：提供低磨损毛坯，减少加工损耗。
• 摩擦学测试：用作标准样品，评估磨损性能。