由于稀土元素具有4fx5d16s2 電子層結構,，電價高,、半徑大、極化力強,、化學性質(zhì)活潑及能水解等性質(zhì)，故其應用十分廣泛,，尤其在特種陶瓷及功能材料方面具有廣闊的發(fā)展前景,。
Si3N4陶瓷
Si3N4 陶瓷硬度高、強度大,、熱膨脹系數(shù)小,，具有較高的抗蠕變性能及抗氧化、抗腐蝕性能,，是一種非常好的高溫結構材料,。作為Si3N4 陶瓷，由于Si－N鍵屬共價鍵,，致使在無液相存在下燒結非常困難,，須加入添加劑。較為理想的添加劑為稀土氧化物Y2O3,、CeO2,、La2O3 ，不僅可使Si3N4陶瓷在燒結時產(chǎn)生液相,，促進燒結,，同時又可大大提高Si3N4陶瓷的高溫力學性能。研究表明,，添加La2O3和Y2 O3的氮化硅陶瓷,，其抗彎強度在1370℃的高溫下保持不變，達1000MPa以上,。添加Al2O3和La2O3燒結助劑的Si3N4 陶瓷形成具有高耐火度和粘度的Y－Ls－Si－O－N玻璃晶界,，因此具有較高的高溫抗彎強度和較好的抗氧化性能，并且在高溫條件下易析出較高熔點的結晶化合物,，于是減少了材料非晶態(tài)玻璃相的含量,，提高了材料的高溫斷裂韌性。
Al2O3陶瓷
Al2O3 陶瓷具有較高的硬度和機械強度,，膨脹系數(shù)與金屬差不多,，同時具有良好的化學穩(wěn)定性。對Al2O3陶瓷來講,，為提高其高溫熱穩(wěn)定性，可添加稀土元素,。研究表明：之所以能提高Al2O3 陶瓷高溫熱穩(wěn)定性,，主要原因是形成了稀土鋁酸鹽，如添加La2O3可形成起到穩(wěn)定作用的LaAl11O18,。
為降低Al2O3 陶瓷的燒成溫度,，改進產(chǎn)品性能，在其加入不同數(shù)量的稀土外加劑，可大大降低燒成溫度,。
SiC陶瓷
SiC是共價鍵性極強的化合物,，在高溫狀態(tài)下仍能保持高的鍵合強度，且熱膨脹系數(shù)小,，耐腐蝕性優(yōu)良,，具有較高的熱傳導性，故是高溫結構材料最有希望的材料之一,。
SiC中添加Al2O3和Y2O3為燒結助劑可大大降低SiC陶瓷的燒結溫度,，Al2O3和Y2O3 在燒結溫度下形成液相，從而以液相燒結機理加速材料致密化,。有研究用無壓燒結β制得含板狀晶料的液相燒結SiC陶瓷,，其斷裂韌性達7MPa·m1/2 ，添加稀土氧化物可使其抗氧化性能得到明顯改善,，且隨稀土加入量的增加,，氧化速度逐漸降低，加入量為3％時效果最佳,。
Y2O3 陶瓷
Y2O3陶瓷是一種高性能透明陶瓷,，它是以高純氧化釔為原料并添加8mol％～10mol％ThO2 在氫氣中于2000℃以上高溫燒成透明多晶體，也可在添加LiF和ThO2 后于1300～1500℃和35～50MPa壓力下真空熱壓燒結,。由于其熔點大于2400℃,，介電常數(shù)為12～14，透明性好,，即使在遠紅外區(qū)仍有約80％的直線透過率,，是優(yōu)良的高溫紅外材料和電子材料。
AIN陶瓷
AIN陶瓷導熱性好,、耐高溫,、耐腐蝕，具有較好的電絕緣性能,，但因屬共價鍵,，故燒結困難。在制備AIN陶瓷時加入稀土氧化物Y2O3,、La2O3 等作為添加劑,，與AIN顆粒表面的Al2O3 反應，生成低熔點液相,，使整個燒結在有液相參與下進行,，最終達到致密化。這樣制得的AIN陶瓷可作熔煉純鐵,、鋁等的優(yōu)良坩鍋材料及其高溫結構材料,。
ZrO2陶瓷
ZrO2 陶瓷具有較高的熔點，是理想的高溫結構材料，但由于其在1100℃左右存在單斜與四方的晶型轉變,，并伴有較大體積變化,，故在制造時須加入穩(wěn)定劑，稀土氧化物CeO2和ThO2 為常用穩(wěn)定劑,。就Y2O3來說,，由于Y3＋離子的大小與Z4＋離子接近，可固溶形成穩(wěn)定的立方晶相,，故稀土加入ZrO2后可使ZrO2 陶瓷的抗熱震性能得到較大提高,。
當Y2O3含量<2mol％時，ZrO2以單斜相存在,；當Y2O3含量>8mol％時,，ZrO2 以立方相存在；而當Y2O3含量在2mol％～8mol％時,，ZrO2則以兩相或三相共存,。
當Y2O3 含量在3mol％左右時，由陶瓷中ZrO2晶粒間的相互抑制,，可通過控制適當?shù)木Я３叽缰苽淙坑伤姆絑rO2 組成的氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯,，它具有很高的斷裂韌性和抗彎強度，在高溫結構陶瓷材料中應用廣泛,。
氧化鋯不僅為優(yōu)良的結構陶瓷材料,，而且也具有優(yōu)良的高溫電導性能，因而是一種用途很廣的固體電解質(zhì)材料,。高溫燃料電池一般也都采用Y2O3穩(wěn)定的ZrO2 為固體電解質(zhì),，其工作溫度可達800～1000℃。
Si3N4陶瓷
Si3N4 陶瓷硬度高、強度大,、熱膨脹系數(shù)小,，具有較高的抗蠕變性能及抗氧化、抗腐蝕性能,，是一種非常好的高溫結構材料,。作為Si3N4 陶瓷，由于Si－N鍵屬共價鍵,，致使在無液相存在下燒結非常困難,，須加入添加劑。較為理想的添加劑為稀土氧化物Y2O3,、CeO2,、La2O3 ，不僅可使Si3N4陶瓷在燒結時產(chǎn)生液相,，促進燒結,，同時又可大大提高Si3N4陶瓷的高溫力學性能。研究表明,，添加La2O3和Y2 O3的氮化硅陶瓷,，其抗彎強度在1370℃的高溫下保持不變，達1000MPa以上,。添加Al2O3和La2O3燒結助劑的Si3N4 陶瓷形成具有高耐火度和粘度的Y－Ls－Si－O－N玻璃晶界,，因此具有較高的高溫抗彎強度和較好的抗氧化性能，并且在高溫條件下易析出較高熔點的結晶化合物,，于是減少了材料非晶態(tài)玻璃相的含量,，提高了材料的高溫斷裂韌性。
Al2O3陶瓷
Al2O3 陶瓷具有較高的硬度和機械強度,，膨脹系數(shù)與金屬差不多,，同時具有良好的化學穩(wěn)定性。對Al2O3陶瓷來講,，為提高其高溫熱穩(wěn)定性，可添加稀土元素,。研究表明：之所以能提高Al2O3 陶瓷高溫熱穩(wěn)定性,，主要原因是形成了稀土鋁酸鹽，如添加La2O3可形成起到穩(wěn)定作用的LaAl11O18,。
為降低Al2O3 陶瓷的燒成溫度,，改進產(chǎn)品性能，在其加入不同數(shù)量的稀土外加劑，可大大降低燒成溫度,。
SiC陶瓷
SiC是共價鍵性極強的化合物,，在高溫狀態(tài)下仍能保持高的鍵合強度，且熱膨脹系數(shù)小,，耐腐蝕性優(yōu)良,，具有較高的熱傳導性，故是高溫結構材料最有希望的材料之一,。
SiC中添加Al2O3和Y2O3為燒結助劑可大大降低SiC陶瓷的燒結溫度,，Al2O3和Y2O3 在燒結溫度下形成液相，從而以液相燒結機理加速材料致密化,。有研究用無壓燒結β制得含板狀晶料的液相燒結SiC陶瓷,，其斷裂韌性達7MPa·m1/2 ，添加稀土氧化物可使其抗氧化性能得到明顯改善,，且隨稀土加入量的增加,，氧化速度逐漸降低，加入量為3％時效果最佳,。
Y2O3 陶瓷
Y2O3陶瓷是一種高性能透明陶瓷,，它是以高純氧化釔為原料并添加8mol％～10mol％ThO2 在氫氣中于2000℃以上高溫燒成透明多晶體，也可在添加LiF和ThO2 后于1300～1500℃和35～50MPa壓力下真空熱壓燒結,。由于其熔點大于2400℃,，介電常數(shù)為12～14，透明性好,，即使在遠紅外區(qū)仍有約80％的直線透過率,，是優(yōu)良的高溫紅外材料和電子材料。
AIN陶瓷
AIN陶瓷導熱性好,、耐高溫,、耐腐蝕，具有較好的電絕緣性能,，但因屬共價鍵,，故燒結困難。在制備AIN陶瓷時加入稀土氧化物Y2O3,、La2O3 等作為添加劑,，與AIN顆粒表面的Al2O3 反應，生成低熔點液相,，使整個燒結在有液相參與下進行,，最終達到致密化。這樣制得的AIN陶瓷可作熔煉純鐵,、鋁等的優(yōu)良坩鍋材料及其高溫結構材料,。
ZrO2陶瓷
ZrO2 陶瓷具有較高的熔點，是理想的高溫結構材料，但由于其在1100℃左右存在單斜與四方的晶型轉變,，并伴有較大體積變化,，故在制造時須加入穩(wěn)定劑，稀土氧化物CeO2和ThO2 為常用穩(wěn)定劑,。就Y2O3來說,，由于Y3＋離子的大小與Z4＋離子接近，可固溶形成穩(wěn)定的立方晶相,，故稀土加入ZrO2后可使ZrO2 陶瓷的抗熱震性能得到較大提高,。
當Y2O3含量<2mol％時，ZrO2以單斜相存在,；當Y2O3含量>8mol％時,，ZrO2 以立方相存在；而當Y2O3含量在2mol％～8mol％時,，ZrO2則以兩相或三相共存,。
當Y2O3 含量在3mol％左右時，由陶瓷中ZrO2晶粒間的相互抑制,，可通過控制適當?shù)木Я３叽缰苽淙坑伤姆絑rO2 組成的氧化釔穩(wěn)定的四方氧化鋯,，它具有很高的斷裂韌性和抗彎強度，在高溫結構陶瓷材料中應用廣泛,。
氧化鋯不僅為優(yōu)良的結構陶瓷材料,，而且也具有優(yōu)良的高溫電導性能，因而是一種用途很廣的固體電解質(zhì)材料,。高溫燃料電池一般也都采用Y2O3穩(wěn)定的ZrO2 為固體電解質(zhì),，其工作溫度可達800～1000℃。
