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使用应力估计分析 Y2O3 掺杂的 Si3N4 陶瓷的摩擦磨损性能
Applied Physics A ( IF 2.5 ) Pub Date : 2023-03-30 , DOI: 10.1007/s00339-023-06485-5 Qiang Wang , Cunlong Zhou , Chao Yang , RuiJie Hao , Yuanqing Yang
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更新日期:2023-03-31
Applied Physics A ( IF 2.5 ) Pub Date : 2023-03-30 , DOI: 10.1007/s00339-023-06485-5 Qiang Wang , Cunlong Zhou , Chao Yang , RuiJie Hao , Yuanqing Yang
Y 2 O 3 和Al 2 O 3的多种组合在 通过气压烧结(GPS)制造Si 3 N 4陶瓷 时用作烧结助剂。基于对界面残余热应力的预测,分析了晶相对Si 3 N 4陶瓷磨损性能的影响。结果,随着Y 2 O 3 添加量从1 wt%增加到9 wt%,在样品中发现了四种晶相,Y 2 Si 2 O 7、YSiO 2 N、Y 4Si 2 O 7 N 2和Y 2 Si 3 O 3 N 4。Y 2 Si 2 O 7 、 YSiO 2 N 和Y 4 Si 2 O 7 N 2晶相抑制了摩擦过程中的颗粒剥落,大大抑制了磨粒磨损的进行,优化了硅的耐磨性氮化物陶瓷。根据Selsing模型可以预测晶间相Y 2 Si 3 O 3引起的界面残余热应力N 4比其他三个晶间相高 22-35%。晶相Y 2 Si 3 O 3 N 4加剧了磨损过程中晶粒的脱落,降低了氮化硅陶瓷的耐磨性能。另外,5wt%Y 2 O 3的氮化硅陶瓷表现出更好的耐磨性,磨损率为1.8×10 -6 mm 3 N -1 m -1。
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