近年(nian)來，稀(xi)土氧(yang)化(hua)物(wu)因(yin)熔(rong)(rong)點(dian)高(gao)(gao)、化(hua)學活(huo)性(xing)(xing)大、促(cu)燒結性(xing)(xing)好、耐侵蝕(shi)性(xing)(xing)強等(deng)優(you)點(dian)得到(dao)研究人(ren)員(yuan)的(de)廣泛關注(zhu)［７－１０］，其中(zhong) Ｙ２Ｏ３ 因(yin)其高(gao)(gao)性(xing)(xing)價(jia)比、高(gao)(gao)活(huo)性(xing)(xing)被用作(zuo)莫(mo)來石(shi)［１１］、尖晶石(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等(deng)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)燒結助劑。Ｙｕａｎ等(deng)［１４］研究ＣｅＯ２和(he)(he)(he)Ｙ２Ｏ３兩種稀(xi)土氧(yang)化(hua)物(wu)對(dui)鎂(mei)(mei)鋁質(zhi)澆(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)能(neng)和(he)(he)(he)結構的(de)影響(xiang)，發現ＣｅＯ２ 和(he)(he)(he) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)尖晶石(shi)的(de)原位反(fan)應以及材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)穩定(ding)性(xing)(xing)有著不同程度的(de)影響(xiang)，Ｙ２Ｏ３ 更(geng)容易和(he)(he)(he)尖晶石(shi)形 成 固(gu) 溶 體(ti)，而(er) ＣｅＯ２ 更(geng)偏向(xiang)于(yu)進入到(dao)六鋁酸鈣(gai)（ＣＡ６）晶格中(zhong)去。為(wei)此，本(ben)文以電(dian)熔(rong)(rong)白剛玉、電(dian)熔(rong)(rong)鎂(mei)(mei)砂、活(huo)性(xing)(xing)氧(yang)化(hua)鋁為(wei)主(zhu)要原料(liao)(liao)(liao)(liao)，以Ｙ２Ｏ３為(wei)添(tian)加劑，分別在１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen)度下保(bao)溫(wen)３ｈ制(zhi)備(bei)鋁鎂(mei)(mei)質(zhi)干式(shi)搗(dao)打料(liao)(liao)(liao)(liao)。研究在不同煅燒溫(wen)度下添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)鋁鎂(mei)(mei)質(zhi)干式(shi)搗(dao)打料(liao)(liao)(liao)(liao)物(wu)相組成、顯微結構、燒結性(xing)(xing)能(neng)、力學性(xing)(xing)能(neng)的(de)影響(xiang)，以期為(wei)優(you)化(hua)鋁鎂(mei)(mei)質(zhi)干式(shi)搗(dao)打料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)(xing)能(neng)提供參(can)考。

１．１ 原(yuan)料及試樣制備

實驗所用原料主要有：電(dian)(dian)熔白(bai)剛(gang)玉（粒度(du)ｄ≤５ｍｍ），９７電(dian)(dian)熔鎂砂，活性(xing)氧化鋁(lv)（ＣＬ３７０，粒度(du)ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉（純度(du)９９％，粒度(du)ｄ≤５μｍ），外(wai) 加(jia)１．５％ 的 結(jie) 合(he)(he)(he) 劑 。Ｙ２Ｏ３ 的添(tian)加(jia)量(liang)分(fen)別(bie)為０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依次(ci)(ci)標記為 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試(shi)(shi) 樣(yang) 的 配(pei) 料 組 成 如 表１所 示。先 將(jiang)白(bai)剛(gang)玉、鎂 砂、活 性(xing) 氧 化 鋁(lv) 粉、Ｙ２Ｏ３ 細 粉 一 起 置于聚氨酯塑(su)料球磨(mo)罐中預混３ｈ，使其均勻(yun)混合(he)(he)(he)，然后(hou)將(jiang)骨料、結(jie)合(he)(he)(he)劑、預混合(he)(he)(he)細粉依次(ci)(ci)放(fang)入愛立許強力(li)攪拌機中攪拌，混合(he)(he)(he)時間控制(zhi)在５ｍｉｎ左右；再(zai)將(jiang)混好(hao) 的 料 在 ＴＹＥ－５００Ｂ 型(xing)手動(dong)壓(ya)力(li)試(shi)(shi)驗機上在７０ＭＰａ壓(ya)力(li)下(xia)壓(ya)制(zhi)成 ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓柱形和２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條 形 試(shi)(shi) 樣(yang)，并將(jiang)成型(xing)好(hao)的試(shi)(shi)樣(yang)置于１１０℃恒溫(wen)干燥(zao)箱中干燥(zao)２４ｈ；. 后(hou) 將(jiang) 干 燥(zao) 好(hao) 的 試(shi)(shi) 樣(yang) 分(fen) 別(bie) 在 １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen) 度(du) 下(xia) 煅 燒３ｈ后(hou) 進(jin) 行(xing) 各 項 檢 測。另(ling)外(wai)，單獨(du)將(jiang)基(ji)質部分(fen)提取出(chu)來壓(ya)制(zhi)成２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的試(shi)(shi)樣(yang)，并分(fen)別(bie)進(jin)行(xing)上述(shu)相同(tong)條件的熱處理，然后(hou)分(fen)析其物(wu)相組成和顯微結(jie)構。 

表１ 試樣的(de)配料組成(cheng)（ｗＢ／％）

１．２ 性能檢測

分別(bie) 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測(ce) 量 試(shi) 樣(yang) 的(de)(de)(de) 加 熱(re) ** 線(xian) 變(bian) 化率(lv)、顯(xian)氣(qi)孔率(lv)、體積(ji)密(mi)度(du)(du)(du)和常溫(wen)耐壓強度(du)(du)(du)；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)用(yong)三點 彎 曲 法 測(ce) 定 在１６００ ℃溫(wen)度(du)(du)(du)下煅(duan)燒３ｈ后 的(de)(de)(de) 試(shi) 樣(yang) 在１４００ ℃下 保 溫(wen)０．５ｈ的(de)(de)(de)熱(re)態(tai)抗折強度(du)(du)(du)；采(cai)用(yong) Ｘ 射(she)(she)線(xian)衍(yan)射(she)(she)儀(yi)(yi)（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分析(xi)試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)物(wu)相組成，利 用(yong) ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟件計算物(wu)相的(de)(de)(de)晶格(ge)常數(shu)；采(cai)用(yong)掃描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)顯(xian)微結構(gou)，并(bing)采(cai)用(yong) ＰＨＤＥＭＸ能譜儀(yi)(yi)進行微區元素分析(xi)。 

２ 結果與討論

２．１ 添加 Ｙ２Ｏ３ 對干式搗打料物相組(zu)成的(de)(de)(de)影響圖１為添 加 不 同 含 量 Ｙ２Ｏ３的(de)(de)(de)試樣(yang)(yang)經 １６００℃保溫３ｈ后的(de)(de)(de) ＸＲＤ圖譜。從(cong)圖１中可以看出(chu)(chu)，各試樣(yang)(yang)經１６００ ℃保溫３ｈ后主晶(jing)相均(jun)為鎂鋁尖晶(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨著(zhu)(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)引(yin)入，試樣(yang)(yang)中開始生成 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰(feng)的(de)(de)(de)強(qiang)度隨著(zhu)(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 含量增多(duo)而逐(zhu)漸 增 強(qiang) （見 圖 １ 中 放(fang)(fang) 大(da)圖）。從(cong)圖１中尖晶(jing)石.強(qiang)峰(feng)的(de)(de)(de)放(fang)(fang)大(da)圖可以看出(chu)(chu)，隨著(zhu)(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 添加量逐(zhu)漸增大(da)，尖晶(jing)石的(de)(de)(de)衍射峰(feng) 朝著(zhu)(zhu)(zhu)低 角 度 的(de)(de)(de) 方(fang) 向(xiang) 偏 移，這是因為稀(xi)土氧化物Ｙ２Ｏ３ 具有較高的(de)(de)(de)活性，在高溫下易固溶到尖晶(jing)石晶(jing)(jing)格內產生晶(jing)(jing)格應力(li)

圖１添加不同含量(liang) Ｙ２Ｏ３的試(shi)樣在 １６００ ℃下(xia)保溫(wen)３ｈ后的 ＸＲＤ圖譜

圖２為(wei)添加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的(de)試樣(yang)(yang)在不同溫(wen) 度(du)下(xia)保溫(wen)３ｈ后的(de) ＸＲＤ圖譜。從圖２中可以看出，當(dang)溫(wen) 度(du) 為(wei) １４００ ℃ 時(shi)，試樣(yang)(yang)中有明顯(xian)的(de)尖晶石、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的(de)衍(yan)射峰(feng)和較多 Ａｌ２Ｏ３ 的(de)衍(yan)射峰(feng)；當(dang)溫(wen)度(du)為(wei)１５００℃時(shi)，ＹＡＰ被 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取 代，但(dan)試樣(yang)(yang)中仍能觀察到(dao)微弱的(de) Ａｌ２Ｏ３衍(yan)射峰(feng)；當(dang)溫(wen)度(du)進一步升高到(dao)１６００ ℃時(shi)，Ａｌ２Ｏ３ 衍(yan)射峰(feng)消失，完全轉化為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 ＹＡＧ 相

表(biao)(biao)２為(wei)(wei)試(shi)樣經不(bu)同(tong)條件熱處理后(hou)其(qi)尖晶(jing)(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和(he)(he) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的(de)(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge)(ge) 常(chang) 數(shu) 值(zhi)。從表(biao)(biao) ２ 中 可(ke) 以(yi) 看 出，試(shi) 樣 經 １６００ ℃ 煅 燒(shao) 后(hou)， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)(ge)常(chang)數(shu)隨著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de) 引 入(ru) 量(liang) 增(zeng)(zeng) 多(duo)而(er)逐 漸 增(zeng)(zeng) 大(da)，而(er) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)(ge)常(chang)數(shu)變(bian)化不(bu)明顯(xian)，這(zhe)是(shi)因為(wei)(wei) Ｙ３＋ 在(zai)高溫下更(geng)易(yi)固溶到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)(jing)格(ge)(ge)中取代Ａｌ３＋ 的(de)(de)(de)位置，且(qie)Ｙ３＋ 的(de)(de)(de) 半(ban) 徑 大(da) 于(yu)(yu)(yu)Ａｌ３＋表(biao)(biao)２ 經不(bu)同(tong)條件熱處理 后(hou) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he)(he) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge)(ge)的(de)(de)(de)半(ban)徑，導致(zhi)其(qi)晶(jing)(jing)格(ge)(ge)參數(shu)發生改變(bian)。從表(biao)(biao)２中還可(ke)以(yi)看出，對(dui)于(yu)(yu)(yu) Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)為(wei)(wei)１．０％的(de)(de)(de)試(shi)樣 Ｙ２，隨著煅 燒(shao) 溫 度(du) 升 高，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge)(ge) 常(chang) 數(shu) 逐 漸 減(jian)小(xiao)，這(zhe)是(shi)由于(yu)(yu)(yu) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中 ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質量(liang)比變(bian)小(xiao)引起的(de)(de)(de)［１３］。

２．２ 添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干式(shi)搗打料顯微(wei)結(jie)構的(de)影響圖(tu)(tu)３為添(tian) 加(jia) 不 同 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３ 的(de) 試 樣 經(jing) １６００℃煅(duan)燒(shao)３ｈ后的(de) ＳＥＭ 照(zhao)片和 ＥＤＳ圖(tu)(tu)譜。從圖(tu)(tu)３中(zhong)可(ke)以(yi)(yi)看(kan)出，未添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 的(de)試樣內(nei)僅(jin)存在尖(jian) 晶(jing)石(shi)顆(ke)粒(li)，且結(jie)構疏松，添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 后，試 樣 的(de) 燒(shao) 結(jie)性(xing)能(neng)和致密度(du)明顯改善(shan)，當(dang)(dang) Ｙ２Ｏ３ 加(jia)入(ru)量(liang)為０．５％時，試樣中(zhong)除了尖(jian)晶(jing)石(shi)外，還可(ke)以(yi)(yi)觀察到(dao)亮(liang)白色圓顆(ke)粒(li)狀物 質(zhi)，分 布 在 灰(hui) 色 尖(jian) 晶(jing) 石(shi) 晶(jing) 間，結(jie) 合 圖(tu)(tu) ３ （ｆ）所示(shi)的(de) ＥＤＳ能(neng) 譜 可(ke) 知，亮(liang) 白 色 圓 顆(ke) 粒(li) 狀 物 質(zhi)為Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從圖(tu)(tu)３中(zhong)還可(ke)以(yi)(yi)看(kan)出，當(dang)(dang)Ｙ２Ｏ３加(jia)入(ru)量(liang)為１．０％時，試樣的(de)致密度(du)進一步提高，尖(jian)晶(jing)石(shi)結(jie)構逐(zhu)漸(jian)發育良好，呈規則的(de)正(zheng)八面體形(xing)貌；