罗旭斌¹, 刘吉轩¹, 冀冬冬¹，肖勇¹，韩志林²，梁拥成²，张国军¹

(1. 东华大学 纤维材料改性国家重点实验室 材料科学与工程学院 功能材料研究中心，上海 201600；2. 东华大学 理学院，上海 201600)

摘 要：以ZrN 和ZrH₂ 粉末为原料，采用反应放电等离子烧结法制备了具有不同氮空位浓度的ZrN₁−x(x=0～0.3)陶瓷。研究发现，随着氮空位浓度从0 增大至0.3，1600 ℃烧结所得样品的相对密度从90.5%提高至99.6%，ZrO₂ 第二相逐渐固溶进入基体，基体相的氧含量从0.03 at.%升高至10.04 at.%，平均晶粒尺寸从3.12 μm 增大至33.13 μm，晶格常数呈现先增大后减小的趋势，ZrN_1.0、ZrN_0.9、ZrN_0.8、ZrN_0.7 的晶格常数分别为4.5769 Å、4.5806 Å、4.5834 Å、4.5799 Å。材料的杨氏模量随着氮空位浓度增大而逐渐降低，致密度相近的ZrN_1.0-1700 与ZrN_0.7-1600 陶瓷的杨氏模量分别为365 GPa 和300 GPa。材料的晶格常数和杨氏模量的实测结果与第一原理计算结果的变化趋势一致。

关键词：氮化锆陶瓷；氮空位浓度；力学性能；第一性原理计算