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磁致伸縮起重要作用，全自動氮吹儀不存在磁晶各向異性，則無線性磁致伸縮；但磁晶各向異 性阻礙了疇內磁化方向的轉動，難以飽和磁化，實用困難，目前的解決方法是將 磁晶各向異性常數反號的兩種材料組合形成贗二元多晶化合物，如ＲＥ（Ｔｂ、 Ｓｍ）１ｘＲＥ′（Ｈｏ、Ｄｙ）ｘＦｅ２，Ｔｂ１ｘＤｙｘＦｅ２（０．６８≤ｘ≤０．７３）和Ｔｂ１ｘｙＤｙｘＨｏｙＦｅ２ 等， 可大大降低磁晶各向異性常數。稀土超磁致伸縮材料ＲＥＦ的晶體結構為立方 ２ 晶系，屬ＭｇＣｕ結構的Ｌａｖｅｓ相化合物。稀土原子與鐵原子點陣穿插而成，鐵原 ２ 子位于一系列四面體頂點，稀土離子則采取與金剛石立方結構硅鍺相同的立方 排列方式，每個稀土原子由４個配位的等距離的稀土原子和１２個與其距離略近 的鐵原子。易疇化方向大部分在［１ １１１］面，而ＧｄＦｅ、ＤｙＦｅ、ＨｏＦｅ等少數在 ２２２ ［１０ ００］面。對于贗二元化合物Ｔｂ１ｘＤｙ（Ｈｏ）ｘＦｅ２，隨著ｘ增加，發生［１００］向 ［１ １１１］轉變，且隨溫度降低發生轉變的
ｘ變小。 四、稀土玻璃陶瓷材料 １．稀土氧化物工程陶瓷 稀土氧化物主要作為添加物改進陶瓷燒結性、顯微結構、致密度和相組成。 使產品能夠滿足不同的質量要求和性能要求。純稀土氧化物由于制造工藝、性 能和應用方面存在問題，實際很少應用。稀土陶瓷主要有兩種類型：稀土氧化物 與氮陶瓷，稀土氧化物與氧化鋯陶瓷。ＳｉＮ陶瓷及其復合材料在高溫下強度 ３４ 高、硬度高、蠕變小、抗氧化、耐腐蝕燒蝕、密度小，因而是在空間科學和軍事技術 等場合不可替代的重要材料。稀土氧化物能夠有效改善氮陶瓷性能，其機理在 于氮化硅多晶陶瓷的晶界狀態是決定其電、熱、力學性能的一個重要因素。但氮 化硅自身的結構特性，決定了純氮化硅陶瓷不能單靠固相燒結達到致密化，必須 第六講 稀土新材料４５１ 加入燒結助劑才能燒結成致密材料，而稀土氧化物的加入可改善氮化硅的燒結 性，從而改善氮化硅陶瓷的使用性
能。 稀土氧化物與氧化鋯陶瓷是添加Ｙ２Ｏ３、ＣｅＯ、Ｌａ２Ｏ于ＺｒＯ２相變增韌陶瓷 ２３ 材料和固體電解質材料中形成的。ＺｒＯ具有三個晶相結構，１１７０℃之下為單 ２ 斜相，１１７０℃和２３７０℃之間為四方相，２３７０℃以上為立方相。當發生由四 方相向單斜相的馬氏體相變時有３％～５％的體積增加和８％的剪切應變，屬非 自發過程，而化學位轉變則為自發過程。因為在大多數情況下化學位轉變占主 導，變化為自發過程，導致氧化鋯陶瓷材料在室溫下產生龜裂，需加壓保持穩定。 加入稀土氧化物或堿土金屬氧化物可降低氧化鋯相變溫度，只需加較低壓力就 可穩定至室溫，成為穩定四方相。氧化鋯固體電解質材料的氧傳遞機理為空穴 導電機理，加入低價的稀土氧化物，為電荷平衡保持電中性，出現氧空位，形成螢 石結構固溶體，在晶格內氧空位大量存在，產生良好的氧離子導電性。稀土離子
