● 摘要
新一代高性能的发动机要求封严涂层可耐受更高工作温度，本文研究InFeO3(ZnO)m(m=1~5，19)陶瓷材料的高温合成制备方法、高温相稳定性、热物理和力学性能、以及Yb2O3/Gd2O3掺杂对InFeZnO4陶瓷材料的高温相稳定性和热物理性能的影响，具有重要的科学研究意义和工程应用背景。
研究了InFeO3(ZnO)m(m=1，19)陶瓷材料的热导率。从室温到1000℃，InFeZnO4块材的热导率为1.38~2.76W·m-1·K-1，InFeO3(ZnO)19块材的热导率为3.15~8.28W·m-1·K-1。InFeZnO4的热导率远低于InFeO3(ZnO)19。
研究了固相合成制备的InFeO3(ZnO)m(m=1~5)陶瓷材料的高温相稳定性、热物理性能及InFeZnO4块材的力学性能。InFeO3(ZnO)m(m=1~5)材料体系从室温加热到1400℃时没有发生相变，并且在1450℃热处理48h后，仍然保持原来的晶体结构，显示了优异的高温相稳定性。InFeO3(ZnO)m(m=1~5)块体材料在1000℃热导率为1.38~2.1W·m-1·K-1。InFeO3(ZnO)3和InFeO3(ZnO)5块材的热导率分别要低于InFeO3(ZnO)2和InFeO3(ZnO)4块材的热导率。其中m=1时热导率最低，在1000℃时热导率为1.38W·m-1·K-1，比YSZ块材(2.1~2.2W·m-1·K-1，1000℃)的热导率低30%左右。InFeO3(ZnO)m(m=1~5)块体材料热膨胀系数在900℃为10×10-6K-1~12×10-6K-1，与YSZ块材相当。InFeZnO4块材(~76HR45Y)的洛氏硬度略低于YSZ块材(~85HR45Y)，摩擦系数远小于YSZ块材。
揭示了Yb2O3/Gd2O3掺杂对InFeZnO4陶瓷材料高温相稳定性和热物理性能的影响规律。In1-xYb(Gd)xFeZnO4(x=0.1，0.2)从室温加热到1400℃时没有相变，并且在1450℃热处理100h后保持相稳定。改性后的InFeZnO4块材热导率有所下降，并且随着掺杂量增加，热导率下降越明显，In0.8Gd0.2FeZnO4具有最低的热导率，在1000℃时，热导率为1.21W·m-1·K-1，比InFeZnO4的热导率(1.38W·m-1·K-1，1000℃)下降了~10%以上。In1-xYb(Gd)xFeZnO4(x=0.1，0.2)的热膨胀系数在1000℃时约为12.3×10-6K-1~12.6×10-6K-1，与InFeZnO4陶瓷块材相当。
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