CN112125704A - 具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和应用 - Google Patents

具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和应用，该碳化硅纤维材料的制备方法包括：在碳化硅纤维表面沉积稀土改性磷酸镧涂层，再将沉积有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理。该稀土改性磷酸镧涂层中的稀土元素可减少高温还原的气氛下LaPO4与SiC发生反应，进而克服了现有的具有LaPO4涂层的碳化硅纤维在高温还原气氛下退化性能降低的问题，扩展了LaPO4涂层在非氧化陶瓷基复合材料体系中的应用，使得含有该碳化硅纤维的陶瓷基复合材料能够在航空航天等领域具有广泛的应用前景。

Description

具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和 应用
技术领域
本发明涉及无机非金属表面处理技术领域，具体而言，涉及一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和应用。
背景技术
碳化硅(SiC)纤维具有较高的强度，较好的抗疲劳和抗蠕变性能，优良的耐高温、抗氧化等特性，通常被用来作为树脂基复合材料或陶瓷基复合材料的增韧相。为了避免复合材料中的裂纹直接切入并损伤纤维，需要在基体和纤维之间涂覆一层界面功能涂层以达到传递载荷和偏转裂纹的作用，从而大幅提升材料的韧性。
通常而言，在非氧化物陶瓷基复合材料体系中，SiC纤维是最常见的增韧纤维，而适用于SiC纤维的界面功能涂层有热裂碳(PyC)和氮化硼(BN)，但是二者在高温(尤其是在>1000℃时)氧化氛围中容易被氧化，退化后的界面功能涂层无法再起到传递载荷或偏转裂纹的作用，导致复合材料的相关性能大幅下降。
磷酸镧(LaPO4)熔点高达2072℃，在氧化环境中很稳定，目前已被广泛应用于氧化物陶瓷基复合材料体系。然而，相关研究发现在高温还原性气氛中具有LaPO4涂层的SiC纤维会退化，性能降低，这就限制了LaPO4涂层在非氧化物陶瓷基复合材料体系中的应用。
鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和应用，以改善上述问题。
本发明是这样实现的：
第一方面，本发明的实施例提供了具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料的制备方法，其包括：在碳化硅纤维表面反应沉积稀土改性磷酸镧涂层，再将沉积有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理。
在较佳的实施例中，通过水热法先在所述碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层，进行干燥后，重复原位沉积和干燥步骤，以沉积多层稀土改性磷酸镧涂层，再将沉积有多层稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理。
可选地，该制备方法还包括重复沉积多层稀土改性磷酸镧涂层和烧结处理的步骤多次，以获得预设厚度的稀土改性磷酸镧涂层。
在较佳的实施例中，稀土改性磷酸镧涂层中稀土元素与La元素的摩尔比为3:100～30:100。
在较佳的实施例中，烧结的温度为900～1200℃，优选950～1000℃。
在较佳的实施例中，烧结处理采用保护气体进行保护，并控制氧分压为0.1～0.3标准大气压，优选0.15～0.2标准大气压；可选地，保护气体包括氮气，氩气，氢气中的一种或多种，优选保护气体为氮气。
在较佳的实施例中，通过水热法在碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层包括：将碳化硅纤维浸入含有La3+、稀土离子以及改性剂的磷酸溶液中，进行水热处理。
在较佳的实施例中，含有La3+、稀土离子以及改性剂的磷酸溶液的制备步骤包括：将镧的化合物和稀土化合物和改性剂混合配置得到的溶液和磷酸溶液进行混合；优选地，将镧的化合物和稀土化合物和改性剂混合配置得到的溶液和磷酸溶液进行混合时，两种溶液的温度均为0～8℃。
在较佳的实施例中，在进行水热处理前，对浸入有碳化硅纤维的混合溶液进行均匀化处理，优选地，均匀化处理为超声波分散。
在较佳的实施例中，镧的化合物包括硝酸镧六水合物和氯化镧中至少一种；稀土化合物包括稀土元素的硝酸物和稀土元素的氯化物中至少一种；改性剂包括三乙烯四胺和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种。
在较佳的实施例中，水热处理的温度为80℃以上，优选85～95℃。
在较佳的实施例中，在通过水热法在碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层之前，对碳化硅纤维进行热处理，以在碳化硅纤维表面形成一层二氧化硅薄膜。
在较佳的实施例中，对碳化硅纤维进行热处理的温度为800～1200℃，优选950～1100℃；热处理采用保护气体进行保护，且氧分压不高于0.05标准大气；优选地，保护气体包括氮气、氩气和氢气中的一种或多种，优选保护气体为氮气。
在较佳的实施例中，在对碳化硅纤维进行热处理之前，对碳化硅纤维进行表面净化，优选地，表面净化包括沸水烹煮、灼烧或液体洗涤。
第一方面，本发明实施例还提供了一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料，其由上述制备方法制备得到。
第二方面，本发明实施例还提供了一种陶瓷基复合材料，其含有上述碳化硅纤维材料。
第三方面，本发明实施例还提供了上述具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料在制备树脂基复合材料或陶瓷基复合材料中作为增韧相的应用。
本发明上述实施例之一具有以下有益效果：通过水热法在碳化硅纤维表面沉积稀土改性磷酸镧涂层，该稀土改性磷酸镧涂层中的稀土元素可减少LaPO4与SiC发生反应，特别是在高温还原的气氛下，进而克服了现有的具有LaPO4涂层的碳化硅纤维在高温还原气氛下退化性能降低的问题，扩展了LaPO4涂层在非氧化陶瓷基复合材料体系中的应用，使得含有该碳化硅纤维的陶瓷基复合材料能够在航空航天等领域具有广泛的应用前景。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明提供的一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料及其制备方法和应用进行具体说明。
现有技术中具有LaPO4涂层的SiC纤维在高温下特别是高温还原性气氛中会退化，性能大幅度降低，影响其在非氧化物陶瓷基复合材料体系中的应用，本申请发明人对此进行研究发现，造成SiC纤维退化的原因在于，在高温还原气氛下，LaPO4可与SiC反应生成La2Si2O7，进而导致纤维材料的性能降低。基于此，发明人经过大量实践和研究提出了以下方案。
本发明的一些实施方式提供了在碳化硅纤维表面反应沉积稀土改性磷酸镧涂层，再将沉积有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理。
通过在碳化硅纤维的表面形成具有稀土改性磷酸镧涂层，解决了具有LaPO4涂层的碳化硅纤维在高温还原气氛下退化的问题，其原因可能在于，稀土改性磷酸镧涂层中的稀土元素的存在减少了LaPO4与SiC的反应，进而使得LaPO4涂层性能稳定。
进一步地，为了进一步提高具有LaPO4涂层的碳化硅纤维的物理性能以及抗氧化性能，本发明的一些实施方式中，该制备方法具体可包括：
S1、通过水热法先在所述碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层，进行干燥。
具体地，一些实施方式中，通过水热法在碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层包括：将碳化硅纤维浸入含有La3+、稀土离子以及改性剂的磷酸溶液中，进行水热处理。
其中，含有La3+、稀土离子以及改性剂的磷酸溶液的制备步骤可包括：将镧的化合物和稀土化合物和改性剂混合配置得到的溶液和磷酸溶液进行混合。一些实施方式中，将镧的化合物和稀土化合物和改性剂混合配置得到的溶液和磷酸溶液进行混合时，两种溶液的温度均为0～8℃。
例如，将带有La3+的溶液、稀土离子的溶液与改性剂混合后于0～8℃冷藏；将磷酸配成溶液后于0～8℃冷藏。浸渍碳化硅纤维时，先将上述两种溶液混合后，再将碳化硅纤维进行浸渍。
一些实施方式中，稀土离子与La3+的用量比为：3:100～30:100，改性剂的比例视改性剂种类而定，添加量较少，通常在5％以内。
一些实施方式中，镧的化合物包括但不限于硝酸镧六水合物和氯化镧中至少一种。例如，镧的化合物为硝酸镧六水合物或氯化镧。稀土化合物包括但不限于稀土元素的硝酸物和稀土元素的氯化物中至少一种。例如，稀土元素化合物为Ce(NO3)3·6H2O铈或YCl3。改性剂包括但不限于三乙烯四胺和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种，例如，改性剂可为三乙烯四胺或十六烷基三甲基溴化铵，也可为二者任意比的混合物。
为了使得涂层更加均匀的沉积，一些实施方式中，在进行水热处理前，对浸入有碳化硅纤维的混合溶液进行均匀化处理，优选地，均匀化处理为超声波分散。一些实施方式中，水热处理以水浴的方式进行。
一些实施方式中，水热处理的温度为80℃以上，优选85～95℃，更优选90℃，其原因在于低于80℃时，磷酸镧以及稀土磷酸盐沉积效果不佳，但根据所选改性剂的种类、不排除存在80℃以下沉积效果较佳的可能性，因此这不应该成为限定本发明保护范围的因素；水热处理的时间为0.8～1.5min，优选1min左右。一些实施方式中，水热处理以水浴的方式进行。
进一步地，一些实施方式中，在通过水热法在碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层之前，对碳化硅纤维进行热处理，以在碳化硅纤维表面形成一层二氧化硅薄膜。具体地，对碳化硅纤维进行热处理的温度为800～1200℃，优选950～1100℃，更优选1000℃。热处理采用保护气体进行保护，且氧分压不高于0.05标准大气。在具有一定氧分压并且温度在1000℃左右的环境中进行热处理，使得其在纤维表层形成一层SiO2薄膜，通过该层SiO2薄膜能增加稀土改性磷酸镧涂层与碳化硅纤维的物理浸润，进而达到更佳的结合效果。
一些实施方式中，保护气体包括但不限于氮气、氩气和氢气中的一种或多种，优选保护气体为氮气。保护气体可以有效避免在沉积过程中碳化硅纤维的氧化。
一些实施方式中，为了提高涂层与碳化硅纤维的结合效果，在对碳化硅纤维进行热处理之前，对碳化硅纤维进行表面净化，可选地，表面净化包括但不限于沸水烹煮、灼烧或液体洗涤等。
S2、重复原位沉积和干燥步骤，以沉积多层稀土改性磷酸镧涂层。
通过一次沉积较薄厚度的稀土改性磷酸镧涂层，干燥，重复操作可以使得LaPO4涂层尽可能地均匀，同时也能够可控地获得特定厚度的稀土改性磷酸镧涂层。
S3、将沉积有多层稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理。
具体地，一些实施方式中，烧结的温度可为900～1200℃，优选950～1000℃。烧结处理采用保护气体进行保护，并控制氧分压为0.1～0.3标准大气压，优选0.15～0.2标准大气压。氧分压过大或过小都会导致涂层的成分发生不符合预期的变化。在烧结过程温度控制在900～1200℃，尽量低于1100℃，且具有一定的氧分压，这样能防止稀土改性磷酸镧涂层在制备过程中与SiC纤维的反应，并避免SiC纤维的氧化。
一些实施方式中，烧结处理的时间为0.5～2h。例如，可以为0.5h、1h、1.5h或2h等。
一些实施方式中，烧结过程的保护气体包括但不限于氮气，氩气，氢气中的一种或多种，优选保护气体为氮气。
S4、重复沉积多层稀土改性磷酸镧涂层和烧结处理的步骤多次，以获得预设厚度的稀土改性磷酸镧涂层。
需要说明的是，在实际操作过程中，S4步骤可根据需要涂层的厚度选择重复的次数或者省略S4步骤。
本发明的一些实施方式还提供了一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料，其由上述制备方法制备得到。
本发明的一些实施方式还提供了一种陶瓷基复合材料，其含有上述具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料。
本发明的一些实施方式还提供了上述具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料在制备树脂基复合材料或陶瓷基复合材料中作为增韧相的应用。
使用本发明上述实施方式制备的稀土改性磷酸镧涂层能大幅提升SiC纤维的抗氧化性能，同时LaPO4涂层中的稀土元素可减少LaPO4与SiC发生反应，从而拓展LaPO4涂层在非氧化陶瓷基复合材料体系中的应用。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
(一)使用沸水烹煮SiC纤维30分钟以上，将SiC纤维置于120℃烘箱中干燥30min以上去除纤维表面的水分，然后将纤维移入气氛炉中，以氮气作为保护气体，保证氧分压不高于0.05标准大气压，在1000℃下处理2h，而后随炉冷却后将SiC纤维取出。
(二)将La(NO3)3·6H2O、Ce(NO3)3·6H2O按摩尔比9：1配置成溶液100mL，其中La3+浓度为1mol/L，加入5mL三乙烯四胺，混合均匀后将溶液置于4℃的冰箱中冷藏8h以上；将H3PO4配置成浓度为1mol/L的溶液100mL，置于4℃的冰箱中冷藏8h以上。将上述两种溶液混合均匀后，将SiC纤维浸入混合液中，并用容器将其移入超声波清洗中充分分散30秒。然后迅速将溶液移入90℃水浴中静置1分钟后取出。将处理后的纤维从悬浊液中取出，用去离子水冲洗后，置于120℃烘箱中加热30min充分烘干。
(三)重复步骤(二)5次。
(四)将步骤(三)所得带涂层的纤维移入气氛炉中，以氮气作为保护气，调节氧分压为0.2标准大气压，在1000℃下处理1h，而后随炉冷却后将纤维取出。
(五)重复步骤(二)～步骤(四)6次，即得具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料。
实施例2
(一)使用沸水烹煮SiC纤维30分钟以上，将SiC纤维置于120℃烘箱中干燥30min以上去除纤维表面的水分，然后将纤维移入气氛炉中，以氮气作为保护气体，保证氧分压为0.01标准大气压，在1000℃下处理2h，而后随炉冷却后将SiC纤维取出。
(二)将LaCl、YCl3按摩尔比19：1配置成溶液100mL，其中La3+浓度为1mol/L，加入0.2g十六烷基三甲基溴化铵，混合均匀后将溶液置于4℃的冰箱中冷藏8h以上；将H3PO4配置成浓度为1mol/L的溶液100mL，置于4℃的冰箱中冷藏8h以上。将上述两种溶液混合均匀后，将SiC纤维浸入混合液中，并用容器将其移入超声波清洗中充分分散30秒。然后迅速将溶液移入90℃水浴中静置1分钟后取出。将处理后的纤维从悬浊液中取出，用去离子水冲洗后，置于120℃烘箱中加热50min充分烘干。
(三)重复步骤(二)3次。
(四)将步骤(三)所得带涂层的纤维移入气氛炉中，以氮气作为保护气，调节氧分压为0.2标准大气压，在950℃下处理0.5h，而后随炉冷却后将纤维取出。
(五)重复步骤(二)～步骤(四)10次，即得具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料。
综上所述，该制备方法减少LaPO4基复合涂层在高温还原性氛围中与SiC纤维的反应，拓展了LaPO4作为SiC抗氧化涂层等方面的用途。使用稀土改性磷酸镧涂层的SiC纤维可作为陶瓷基复合材料的增韧相，上述陶瓷基复合材料适用于航空航天等领域。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料的制备方法，其特征在于，其包括：
在碳化硅纤维表面反应沉积稀土改性磷酸镧涂层，再将沉积有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通过水热法先在所述碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层，进行干燥后，重复原位沉积和干燥步骤，以沉积多层稀土改性磷酸镧涂层，再将沉积有多层稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维进行烧结处理；
所述制备方法还包括重复沉积多层稀土改性磷酸镧涂层和烧结处理的步骤多次，以获得预设厚度的稀土改性磷酸镧涂层；
优选地，所述稀土改性磷酸镧涂层中稀土元素与La元素的摩尔比为3:100～30:100。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，烧结的温度为900～1200℃，优选950～1000℃；
优选地，烧结处理的时间为0.5～2h；
优选地，烧结处理采用保护气体进行保护，并控制氧分压为0.1～0.3标准大气压，优选0.15～0.2标准大气压；优选地，保护气体包括氮气，氩气，氢气中的一种或多种，优选所述保护气体为氮气。
4.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，通过水热法在碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层包括：将碳化硅纤维浸入含有La3+、稀土离子以及改性剂的磷酸溶液中，进行水热处理；
优选地，含有La3+、稀土离子以及改性剂的磷酸溶液的制备步骤包括：将镧的化合物和稀土化合物和改性剂混合配置得到的溶液和磷酸溶液进行混合；优选地，将镧的化合物和稀土化合物和改性剂混合配置得到的溶液和磷酸溶液进行混合时，两种溶液的温度均为0～8℃；
优选地，稀土离子与La3+的用量比为：3:100～30:100，改性剂的比例视改性剂种类而定，添加量较少，通常在5％以内；
优选地，在进行水热处理前，对浸入有碳化硅纤维的混合溶液进行均匀化处理，优选地，均匀化处理为超声波分散；
优选地，所述镧的化合物包括硝酸镧六水合物和氯化镧中至少一种；所述稀土化合物包括稀土元素的硝酸物和稀土元素的氯化物中至少一种；所述改性剂包括三乙烯四胺和十六烷基三甲基溴化铵中的至少一种；
优选地，水热处理的温度为80℃以上，优选85～95℃。
5.根据权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，在通过水热法在碳化硅纤维表面原位沉积一层稀土改性磷酸镧涂层之前，对碳化硅纤维进行热处理，以在碳化硅纤维表面形成一层二氧化硅薄膜。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，对碳化硅纤维进行热处理的温度为800～1200℃，优选950～1100℃；所述热处理采用保护气体进行保护，且氧分压不高于0.05标准大气；优选地，保护气体包括氮气、氩气和氢气中的一种或多种，优选所述保护气体为氮气。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在对碳化硅纤维进行热处理之前，对碳化硅纤维进行表面净化，优选地，所述表面净化包括沸水烹煮、灼烧或液体洗涤。
8.一种具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料，其特征在于，其由权利要求1～7任一项所述的制备方法制备得到。
9.一种陶瓷基复合材料，其特征在于，其含有如权利要求8所述的碳化硅纤维材料。
10.如权利要求8所述的具有稀土改性磷酸镧涂层的碳化硅纤维材料在制备树脂基复合材料或陶瓷基复合材料中作为增韧相的应用。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248266A (zh) * 2021-07-05 2021-08-13 中国人民解放军国防科技大学 一种新型界面相材料的制备方法
CN114045671A (zh) * 2021-11-18 2022-02-15 航天特种材料及工艺技术研究所 一种具有磷酸镧层的连续氧化物纤维织物及其制备方法
CN114716253A (zh) * 2022-03-18 2022-07-08 辽宁科技大学 以稀土氧化物为助烧结剂制备陶瓷转子的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040108460A (ko) * 2003-06-17 2004-12-24 이춘길 항균성 및 원적외선과 음이온을 방출하는 기능성폴리에스터섬유
CN105272325A (zh) * 2015-11-13 2016-01-27 中航复合材料有限责任公司 一种连续氧化物纤维织物表面涂层的制备方法
CN109293367A (zh) * 2018-10-16 2019-02-01 航天特种材料及工艺技术研究所 一种磷酸铈改性碳化硅纤维增强碳化硅复合材料及其制备方法
CN109553430A (zh) * 2019-01-16 2019-04-02 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种具有复合界面的SiCf/SiC陶瓷基复合材料及其制备方法
CN110386595A (zh) * 2019-08-20 2019-10-29 淄博星澳新材料研究院有限公司 高熵稀土磷酸盐粉体及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040108460A (ko) * 2003-06-17 2004-12-24 이춘길 항균성 및 원적외선과 음이온을 방출하는 기능성폴리에스터섬유
CN105272325A (zh) * 2015-11-13 2016-01-27 中航复合材料有限责任公司 一种连续氧化物纤维织物表面涂层的制备方法
CN109293367A (zh) * 2018-10-16 2019-02-01 航天特种材料及工艺技术研究所 一种磷酸铈改性碳化硅纤维增强碳化硅复合材料及其制备方法
CN109553430A (zh) * 2019-01-16 2019-04-02 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 一种具有复合界面的SiCf/SiC陶瓷基复合材料及其制备方法
CN110386595A (zh) * 2019-08-20 2019-10-29 淄博星澳新材料研究院有限公司 高熵稀土磷酸盐粉体及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘伟东: "Tyranno ZMI纤维表面 LaPO4涂层的制备及表征", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士)工程科技Ⅰ辑》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113248266A (zh) * 2021-07-05 2021-08-13 中国人民解放军国防科技大学 一种新型界面相材料的制备方法
CN114045671A (zh) * 2021-11-18 2022-02-15 航天特种材料及工艺技术研究所 一种具有磷酸镧层的连续氧化物纤维织物及其制备方法
CN114045671B (zh) * 2021-11-18 2024-01-09 航天特种材料及工艺技术研究所 一种具有磷酸镧层的连续氧化物纤维织物及其制备方法
CN114716253A (zh) * 2022-03-18 2022-07-08 辽宁科技大学 以稀土氧化物为助烧结剂制备陶瓷转子的方法

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