近年來，稀(xi)土氧化(hua)物(wu)因熔(rong)點(dian)高、化(hua)學活(huo)(huo)性(xing)(xing)大、促燒結(jie)(jie)性(xing)(xing)好、耐侵蝕性(xing)(xing)強等優(you)點(dian)得到(dao)研(yan)(yan)究(jiu)人員的(de)(de)(de)廣泛關(guan)注［７－１０］，其中(zhong) Ｙ２Ｏ３ 因其高性(xing)(xing)價比(bi)、高活(huo)(huo)性(xing)(xing)被用作莫來石(shi)(shi)［１１］、尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)燒結(jie)(jie)助劑(ji)。Ｙｕａｎ等［１４］研(yan)(yan)究(jiu)ＣｅＯ２和Ｙ２Ｏ３兩種稀(xi)土氧化(hua)物(wu)對(dui)鎂(mei)(mei)鋁質澆(jiao)注料(liao)(liao)性(xing)(xing)能和結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)影響(xiang)，發現ＣｅＯ２ 和 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)原位反應(ying)以及材料(liao)(liao)的(de)(de)(de)穩定性(xing)(xing)有著不同(tong)程(cheng)度(du)的(de)(de)(de)影響(xiang)，Ｙ２Ｏ３ 更容易和尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)形(xing) 成 固 溶 體，而 ＣｅＯ２ 更偏向(xiang)于進(jin)入到(dao)六鋁酸鈣（ＣＡ６）晶(jing)格中(zhong)去。為(wei)此，本(ben)文以電熔(rong)白(bai)剛玉(yu)、電熔(rong)鎂(mei)(mei)砂、活(huo)(huo)性(xing)(xing)氧化(hua)鋁為(wei)主(zhu)要原料(liao)(liao)，以Ｙ２Ｏ３為(wei)添(tian)加劑(ji)，分別在１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫度(du)下保溫３ｈ制備鋁鎂(mei)(mei)質干(gan)式搗打(da)料(liao)(liao)。研(yan)(yan)究(jiu)在不同(tong)煅燒溫度(du)下添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)鋁鎂(mei)(mei)質干(gan)式搗打(da)料(liao)(liao)物(wu)相組成、顯微結(jie)(jie)構、燒結(jie)(jie)性(xing)(xing)能、力(li)學性(xing)(xing)能的(de)(de)(de)影響(xiang)，以期(qi)為(wei)優(you)化(hua)鋁鎂(mei)(mei)質干(gan)式搗打(da)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能提(ti)供參考。

１．１ 原料及(ji)試樣制備(bei)

實驗所(suo)用原料(liao)(liao)主要有：電熔(rong)白剛玉（粒(li)度(du)ｄ≤５ｍｍ），９７電熔(rong)鎂(mei)砂，活性氧(yang)化(hua)鋁(lv)（ＣＬ３７０，粒(li)度(du)ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉(fen)(fen)（純度(du)９９％，粒(li)度(du)ｄ≤５μｍ），外(wai) 加１．５％ 的(de)(de) 結 合(he) 劑(ji) 。Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)添加量分(fen)別為(wei)０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依(yi)次標記為(wei) Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試(shi)(shi)(shi) 樣 的(de)(de) 配 料(liao)(liao) 組 成(cheng)(cheng) 如 表１所(suo) 示。先 將白剛玉、鎂(mei) 砂、活 性 氧(yang) 化(hua) 鋁(lv) 粉(fen)(fen)、Ｙ２Ｏ３ 細 粉(fen)(fen) 一 起 置于(yu)聚氨酯塑(su)料(liao)(liao)球磨(mo)罐中(zhong)預混(hun)３ｈ，使其(qi)均(jun)勻混(hun)合(he)，然后(hou)將骨料(liao)(liao)、結合(he)劑(ji)、預混(hun)合(he)細粉(fen)(fen)依(yi)次放入愛(ai)立(li)許(xu)強力攪拌機(ji)(ji)中(zhong)攪拌，混(hun)合(he)時間控制(zhi)在(zai)(zai)(zai)５ｍｉｎ左右(you)；再將混(hun)好 的(de)(de) 料(liao)(liao) 在(zai)(zai)(zai) ＴＹＥ－５００Ｂ 型手動壓(ya)力試(shi)(shi)(shi)驗機(ji)(ji)上在(zai)(zai)(zai)７０ＭＰａ壓(ya)力下壓(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng) ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓柱形(xing)和２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條 形(xing) 試(shi)(shi)(shi) 樣，并(bing)將成(cheng)(cheng)型好的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣置于(yu)１１０℃恒溫干燥(zao)箱中(zhong)干燥(zao)２４ｈ；. 后(hou) 將 干 燥(zao) 好 的(de)(de) 試(shi)(shi)(shi) 樣 分(fen) 別 在(zai)(zai)(zai) １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫 度(du) 下 煅(duan) 燒３ｈ后(hou) 進 行(xing) 各 項 檢 測。另外(wai)，單獨將基質(zhi)部分(fen)提取出來壓(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng)２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的(de)(de)試(shi)(shi)(shi)樣，并(bing)分(fen)別進行(xing)上述相(xiang)同(tong)條件的(de)(de)熱處理，然后(hou)分(fen)析其(qi)物(wu)相(xiang)組成(cheng)(cheng)和顯微結構。 

表１ 試樣的配料組成（ｗＢ／％）

１．２ 性(xing)能檢測

分(fen)別 按(an) ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測(ce) 量 試(shi) 樣(yang) 的 加 熱 ** 線 變 化(hua)率(lv)、顯氣(qi)孔(kong)率(lv)、體積(ji)密度(du)和常溫耐壓強度(du)；按(an) ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)用(yong)三點 彎 曲 法 測(ce) 定 在１６００ ℃溫度(du)下煅燒３ｈ后 的 試(shi) 樣(yang) 在１４００ ℃下 保(bao) 溫０．５ｈ的熱態抗折(zhe)強度(du)；采(cai)用(yong) Ｘ 射線衍射儀(yi)(yi)（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分(fen)析(xi)試(shi)樣(yang)的物(wu)相組(zu)成，利 用(yong) ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟件計(ji)算物(wu)相的晶(jing)格常數；采(cai)用(yong)掃描(miao)電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察試(shi)樣(yang)的顯微結構，并采(cai)用(yong) ＰＨＤＥＭＸ能譜儀(yi)(yi)進行(xing)微區元素分(fen)析(xi)。 

２ 結(jie)果與討論

２．１ 添(tian)(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干(gan)式搗打料(liao)物相(xiang)組成的(de)(de)影響圖(tu)(tu)(tu)(tu)１為(wei)添(tian)(tian) 加(jia) 不(bu) 同(tong) 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３的(de)(de)試(shi)樣經 １６００℃保溫(wen)３ｈ后(hou)的(de)(de) ＸＲＤ圖(tu)(tu)(tu)(tu)譜(pu)。從(cong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)１中(zhong)(zhong)可(ke)以(yi)(yi)看出(chu)，各試(shi)樣經１６００ ℃保溫(wen)３ｈ后(hou)主晶(jing)相(xiang)均為(wei)鎂鋁尖(jian)晶(jing)石(shi)（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)引入，試(shi)樣中(zhong)(zhong)開(kai)始生成 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰的(de)(de)強度(du)隨著 Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)增(zeng)多(duo)而(er)逐漸 增(zeng) 強 （見 圖(tu)(tu)(tu)(tu) １ 中(zhong)(zhong) 放 大圖(tu)(tu)(tu)(tu)）。從(cong)圖(tu)(tu)(tu)(tu)１中(zhong)(zhong)尖(jian)晶(jing)石(shi).強峰的(de)(de)放大圖(tu)(tu)(tu)(tu)可(ke)以(yi)(yi)看出(chu)，隨著 Ｙ２Ｏ３ 添(tian)(tian)加(jia)量(liang)逐漸增(zeng)大，尖(jian)晶(jing)石(shi)的(de)(de)衍射(she)峰 朝著低 角 度(du) 的(de)(de) 方 向 偏 移，這是因(yin)為(wei)稀土氧化(hua)物Ｙ２Ｏ３ 具有較(jiao)高的(de)(de)活性，在高溫(wen)下易固溶到(dao)尖(jian)晶(jing)石晶格(ge)內產生晶格(ge)應力

圖(tu)１添(tian)加(jia)不(bu)同含量 Ｙ２Ｏ３的試樣在(zai) １６００ ℃下保溫３ｈ后的 ＸＲＤ圖(tu)譜

圖(tu)２為(wei)添加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)試樣(yang)(yang)在不(bu)同溫 度(du)下保溫３ｈ后的(de)(de) ＸＲＤ圖(tu)譜。從(cong)圖(tu)２中可以看出，當溫 度(du) 為(wei) １４００ ℃ 時，試樣(yang)(yang)中有明顯的(de)(de)尖晶石、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的(de)(de)衍(yan)射峰(feng)(feng)(feng)和(he)(he)較多 Ａｌ２Ｏ３ 的(de)(de)衍(yan)射峰(feng)(feng)(feng)；當溫度(du)為(wei)１５００℃時，ＹＡＰ被 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取 代，但試樣(yang)(yang)中仍能觀察到微弱(ruo)的(de)(de) Ａｌ２Ｏ３衍(yan)射峰(feng)(feng)(feng)；當溫度(du)進(jin)一步(bu)升高到１６００ ℃時，Ａｌ２Ｏ３ 衍(yan)射峰(feng)(feng)(feng)消(xiao)失，完全轉化為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he)(he) ＹＡＧ 相

表２為試樣(yang)經(jing)(jing)不同條件熱處(chu)理后其尖晶(jing)(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和(he) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge) 常(chang)(chang) 數 值(zhi)。從表 ２ 中(zhong)(zhong) 可 以 看 出(chu)，試 樣(yang) 經(jing)(jing) １６００ ℃ 煅 燒(shao)(shao) 后， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)常(chang)(chang)數隨(sui)著(zhu) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de) 引 入 量 增 多而(er)逐 漸(jian) 增 大，而(er) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)常(chang)(chang)數變化不明顯，這是因(yin)為 Ｙ３＋ 在高(gao)溫下更易固溶到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)(jing)格(ge)中(zhong)(zhong)取代(dai)Ａｌ３＋ 的(de)(de)位置，且Ｙ３＋ 的(de)(de) 半(ban)(ban) 徑 大 于Ａｌ３＋表２ 經(jing)(jing)不同條件熱處(chu)理 后 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge)的(de)(de)半(ban)(ban)徑，導致(zhi)其晶(jing)(jing)格(ge)參數發生(sheng)改變。從表２中(zhong)(zhong)還可以看出(chu)，對于 Ｙ２Ｏ３ 含(han)量為１．０％的(de)(de)試樣(yang) Ｙ２，隨(sui)著(zhu)煅 燒(shao)(shao) 溫 度 升 高(gao)，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge) 常(chang)(chang) 數 逐 漸(jian) 減小，這是由(you)于 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中(zhong)(zhong) ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質量比變小引起(qi)的(de)(de)［１３］。

２．２ 添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干式搗打料顯微(wei)結構(gou)的(de)(de)影響圖３為(wei)(wei)添 加(jia) 不 同 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de) 試(shi)(shi) 樣(yang)(yang) 經 １６００℃煅燒(shao)３ｈ后(hou)(hou)的(de)(de) ＳＥＭ 照(zhao)片和(he) ＥＤＳ圖譜。從(cong)圖３中可以(yi)看(kan)(kan)出，未添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)試(shi)(shi)樣(yang)(yang)內僅存在尖(jian) 晶(jing)石(shi)(shi)顆粒，且(qie)結構(gou)疏(shu)松，添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 后(hou)(hou)，試(shi)(shi) 樣(yang)(yang) 的(de)(de) 燒(shao) 結性能和(he)致密度明顯改善，當 Ｙ２Ｏ３ 加(jia)入量(liang)為(wei)(wei)０．５％時，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)中除了(le)尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)外(wai)，還可以(yi)觀察到亮(liang)白色圓顆粒狀物 質，分 布(bu) 在 灰 色 尖(jian) 晶(jing) 石(shi)(shi) 晶(jing) 間，結 合 圖 ３ （ｆ）所(suo)示的(de)(de) ＥＤＳ能 譜 可 知，亮(liang) 白 色 圓 顆 粒 狀 物 質為(wei)(wei)Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從(cong)圖３中還可以(yi)看(kan)(kan)出，當Ｙ２Ｏ３加(jia)入量(liang)為(wei)(wei)１．０％時，試(shi)(shi)樣(yang)(yang)的(de)(de)致密度進一步提(ti)高，尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)結構(gou)逐漸發育良好，呈規則的(de)(de)正(zheng)八面體形(xing)貌；