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Effect of Phase Structure Evolution on thermal Expansion and Toughness of (Nd1-xScx)2Zr2O7 (x = 0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1 ) Ceramics

引用

Journal of Materials Science & Technology 2017年第2期33卷 192-197页

作者： Xiaoxiang Zhao Lei Guo Caimei Wang Yu Zhang Fuxing Ye School of Materials Science and Engineering Tianjin University Tianjin 300072 China Tianjin Key Laboratory of Advanced Joining Technology Tianjin University Tianjin 300072 China Key Lab of Advanced Ceramics and Machining Technology of Ministry of Education Tianjin University Tianjin 300072 China

Nd2Zr2O7 is being explored as an alternate thermal barrier coating （TBC） material for operating above 1300 ℃, and great effort has been made to enlarge its thermal expansion coefficient （TEC） and improve its toughness. In this study, Sc203 vvas doped to Nd2Zr2O7. The phase structure, TECs and toughness of （Nd1-xScx）2Zr2O7 （x = 0, 0.025, 0.05, 0.075, 0.1 ） compounds were investigated. （Nd1-xScx）2Zr2O7 （x = 0, 0.025, 0.05, 0,075） exhibited pyrochlore structure, while （Nd0.9Sc0.1）2Zr2O7 consisted of pyrochlore and fluorite phases. With the increase of the Sc203 content, the ordering degree of the pyrochlore in the compounds decreased. In （Nd1-xScx）2Zr2O7 series, （Nd0.925Sc0.075）2Zr2O7 exhibited the largest TEC, while the toughness of the compounds increased with increasing the Sc2O3 content. The related mechanisms were discussed based on the crystal structure analysis. Considering the TEC and toughness, 10 mol% Sc2O3 was sug- gested as the optimal doping content for Nd2Zr2O7 ceramic.

关键词： thermal harrier coating Nd2Zr2O7 Doping Phase structure thermal expansion coefficient Toughness

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