韩校宇1, 2，刘 奇1, 2，薄新维1, 2，王小宇1, 2，潘时龙1, 2，吴 健1, 2，
姚志远1, 2，何浩然1, 2，李 睿1, 2，张景辉3
(1. 重庆材料研究院有限公司，重庆 400707；2. 国家仪表功能材料工程技术研究中心，重庆 400707；
3. 哈尔滨工业大学(深圳) 集成电路学院，广东 深圳 518055)
摘 要：航空、航天、核电等高端装备领域的快速发展，对超高温陶瓷材料的综合性能、复合化水平及精密制造工艺提出了更高要求。氧化铪(HfO2)作为极具潜力的超高温陶瓷候选材料，其相稳定性差、烧结致密化程度低、晶界结构难以调控等问题成为其工程应用的关键瓶颈。采用固相烧结法制备氧化钇稳定氧化铪(YSH)陶瓷，并引入MgO与Al2O3作为助烧剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱分析(EDS)及电子探针(EPMA)系统研究了YSH陶瓷的微观结构演变规律与相稳定机制；借助金相显微镜(MM)、维氏硬度计(HV)和电子万能试验机(UTM)测试陶瓷样品的孔隙率、显微硬度、抗压强度及三点弯曲强度(常温、1500 ℃)。研究揭示了Y2O3掺杂量与助烧剂类型对氧化铪陶瓷致密化行为和力学性能的调控规律。结果表明，Y3+通过取代Hf4+引起晶格畸变，随Y2O3掺杂量增加，氧化铪晶相由单斜相向立方相逐步转变，当掺杂量达到8 mol%及以上时，可实现氧化铪陶瓷的完全立方相稳定化。8YSH+Mg陶瓷的孔隙率低至2.90%，较纯氧化铪陶瓷下降68.9%，其抗压强度、常温弯曲强度、高温弯曲强度(1500 ℃)、维氏硬度分别为：499.92 MPa、176.74 MPa、133.76 MPa、728.21 HV，较纯HfO2陶瓷分别提升6.52倍、1.8倍、1.98倍、32.4%，展现出优异的综合力学性能。
关键词：氧化钇稳定氧化铪；固相烧结；微观结构；孔隙率；力学性能