近年來，稀土(tu)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)因熔點高、化(hua)(hua)學活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)大、促燒結(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)、耐侵蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)強等優(you)點得到研(yan)究(jiu)人員的廣泛關(guan)注［７－１０］，其中 Ｙ２Ｏ３ 因其高性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)價比、高活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)被用(yong)作莫來石(shi)［１１］、尖(jian)晶(jing)石(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材料(liao)(liao)(liao)的燒結(jie)助劑。Ｙｕａｎ等［１４］研(yan)究(jiu)ＣｅＯ２和(he)Ｙ２Ｏ３兩種稀土(tu)氧化(hua)(hua)物(wu)(wu)對鎂鋁(lv)質(zhi)(zhi)澆注料(liao)(liao)(liao)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)和(he)結(jie)構的影(ying)(ying)響，發(fa)現ＣｅＯ２ 和(he) Ｙ２Ｏ３ 對尖(jian)晶(jing)石(shi)的原位反(fan)應以及(ji)材料(liao)(liao)(liao)的穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)有著不同程度(du)的影(ying)(ying)響，Ｙ２Ｏ３ 更容易和(he)尖(jian)晶(jing)石(shi)形 成 固 溶 體(ti)，而 ＣｅＯ２ 更偏向于(yu)進(jin)入到六(liu)鋁(lv)酸鈣（ＣＡ６）晶(jing)格中去(qu)。為(wei)此，本文以電熔白剛玉、電熔鎂砂、活(huo)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)氧化(hua)(hua)鋁(lv)為(wei)主(zhu)要(yao)原料(liao)(liao)(liao)，以Ｙ２Ｏ３為(wei)添(tian)加(jia)(jia)劑，分別在１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫度(du)下保溫３ｈ制備(bei)鋁(lv)鎂質(zhi)(zhi)干式搗打料(liao)(liao)(liao)。研(yan)究(jiu)在不同煅燒溫度(du)下添(tian)加(jia)(jia) Ｙ２Ｏ３ 對鋁(lv)鎂質(zhi)(zhi)干式搗打料(liao)(liao)(liao)物(wu)(wu)相(xiang)組成、顯(xian)微結(jie)構、燒結(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)、力(li)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)的影(ying)(ying)響，以期為(wei)優(you)化(hua)(hua)鋁(lv)鎂質(zhi)(zhi)干式搗打料(liao)(liao)(liao)的性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)提供參考。

１．１ 原(yuan)料及(ji)試(shi)樣制備(bei)

實驗所用原料(liao)主要有：電熔(rong)(rong)白剛(gang)玉（粒度ｄ≤５ｍｍ），９７電熔(rong)(rong)鎂砂(sha)，活性(xing)氧化(hua)(hua)鋁（ＣＬ３７０，粒度ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉（純度９９％，粒度ｄ≤５μｍ），外 加(jia)１．５％ 的(de) 結 合(he) 劑 。Ｙ２Ｏ３ 的(de)添加(jia)量分別(bie)為０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依(yi)次(ci)標(biao)記(ji)為 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試(shi) 樣(yang)(yang)(yang) 的(de) 配 料(liao) 組 成(cheng)(cheng) 如 表(biao)１所 示。先 將(jiang)白剛(gang)玉、鎂 砂(sha)、活 性(xing) 氧 化(hua)(hua) 鋁 粉、Ｙ２Ｏ３ 細(xi) 粉 一 起 置(zhi)于聚(ju)氨酯塑料(liao)球磨罐中預混(hun)(hun)３ｈ，使(shi)其均勻(yun)混(hun)(hun)合(he)，然后將(jiang)骨料(liao)、結合(he)劑、預混(hun)(hun)合(he)細(xi)粉依(yi)次(ci)放入愛立許強力(li)攪(jiao)拌機(ji)中攪(jiao)拌，混(hun)(hun)合(he)時(shi)間控制在(zai)(zai)(zai)５ｍｉｎ左右；再(zai)將(jiang)混(hun)(hun)好(hao) 的(de) 料(liao) 在(zai)(zai)(zai) ＴＹＥ－５００Ｂ 型手動壓(ya)力(li)試(shi)驗機(ji)上在(zai)(zai)(zai)７０ＭＰａ壓(ya)力(li)下壓(ya)制成(cheng)(cheng) ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓(yuan)柱形(xing)(xing)和２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條(tiao) 形(xing)(xing) 試(shi) 樣(yang)(yang)(yang)，并將(jiang)成(cheng)(cheng)型好(hao)的(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)置(zhi)于１１０℃恒溫干燥箱中干燥２４ｈ；. 后 將(jiang) 干 燥 好(hao) 的(de) 試(shi) 樣(yang)(yang)(yang) 分 別(bie) 在(zai)(zai)(zai) １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫 度 下 煅(duan) 燒３ｈ后 進(jin) 行 各 項 檢(jian) 測。另外，單(dan)獨將(jiang)基質部分提取出(chu)來壓(ya)制成(cheng)(cheng)２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的(de)試(shi)樣(yang)(yang)(yang)，并分別(bie)進(jin)行上述(shu)相同條(tiao)件的(de)熱處理，然后分析其物相組成(cheng)(cheng)和顯微(wei)結構。 

表１ 試樣的(de)配料組成（ｗＢ／％）

１．２ 性能(neng)檢測

分(fen)(fen)別 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測(ce) 量 試 樣 的(de)(de) 加 熱 ** 線 變 化率、顯(xian)氣孔(kong)率、體積密(mi)度和(he)常溫(wen)耐(nai)壓強度；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)用三點 彎(wan) 曲 法 測(ce) 定 在(zai)１６００ ℃溫(wen)度下煅燒３ｈ后 的(de)(de) 試 樣 在(zai)１４００ ℃下 保 溫(wen)０．５ｈ的(de)(de)熱態抗折(zhe)強度；采(cai)用 Ｘ 射線衍射儀（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分(fen)(fen)析(xi)試樣的(de)(de)物相組成，利 用 ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟件計算物相的(de)(de)晶格常數(shu)；采(cai)用掃描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察試樣的(de)(de)顯(xian)微(wei)結構，并采(cai)用 ＰＨＤＥＭＸ能譜(pu)儀進行微(wei)區元素(su)分(fen)(fen)析(xi)。 

２ 結(jie)果與(yu)討論

２．１ 添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干式搗打料(liao)物相(xiang)(xiang)組成的(de)(de)(de)影響圖(tu)(tu)(tu)１為添 加(jia) 不 同 含(han) 量(liang) Ｙ２Ｏ３的(de)(de)(de)試樣經 １６００℃保溫３ｈ后(hou)的(de)(de)(de) ＸＲＤ圖(tu)(tu)(tu)譜。從(cong)圖(tu)(tu)(tu)１中(zhong)可以看出，各試樣經１６００ ℃保溫３ｈ后(hou)主晶相(xiang)(xiang)均為鎂(mei)鋁尖(jian)晶石（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)引入，試樣中(zhong)開始生成 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 含(han)量(liang)增(zeng)(zeng)多而逐(zhu)漸 增(zeng)(zeng) 強(qiang)(qiang) （見 圖(tu)(tu)(tu) １ 中(zhong) 放 大圖(tu)(tu)(tu)）。從(cong)圖(tu)(tu)(tu)１中(zhong)尖(jian)晶石.強(qiang)(qiang)峰的(de)(de)(de)放大圖(tu)(tu)(tu)可以看出，隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 添加(jia)量(liang)逐(zhu)漸增(zeng)(zeng)大，尖(jian)晶石的(de)(de)(de)衍射峰 朝著低 角 度 的(de)(de)(de) 方 向 偏 移，這是(shi)因為稀土氧(yang)化物Ｙ２Ｏ３ 具(ju)有較高的(de)(de)(de)活性，在高溫下易固溶到尖(jian)晶石晶(jing)格(ge)內產生(sheng)晶(jing)格(ge)應力

圖(tu)１添(tian)加不同含量(liang) Ｙ２Ｏ３的(de)試(shi)樣在 １６００ ℃下(xia)保(bao)溫３ｈ后的(de) ＸＲＤ圖(tu)譜

圖２為(wei)添加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)試樣(yang)在不同溫 度下保溫３ｈ后(hou)的(de)(de) ＸＲＤ圖譜(pu)。從圖２中(zhong)可以看出，當(dang)溫 度 為(wei) １４００ ℃ 時(shi)，試樣(yang)中(zhong)有明顯(xian)的(de)(de)尖(jian)晶石(shi)、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的(de)(de)衍(yan)射(she)峰(feng)(feng)和較多 Ａｌ２Ｏ３ 的(de)(de)衍(yan)射(she)峰(feng)(feng)；當(dang)溫度為(wei)１５００℃時(shi)，ＹＡＰ被(bei) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取 代(dai)，但試樣(yang)中(zhong)仍(reng)能觀察到微弱(ruo)的(de)(de) Ａｌ２Ｏ３衍(yan)射(she)峰(feng)(feng)；當(dang)溫度進一步(bu)升高到１６００ ℃時(shi)，Ａｌ２Ｏ３ 衍(yan)射(she)峰(feng)(feng)消失，完(wan)全轉化為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 ＹＡＧ 相

表２為試樣經不(bu)同條件熱(re)處理后(hou)其尖(jian)晶(jing)石(shi)（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和(he) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的(de) 晶(jing) 格(ge)(ge) 常 數 值。從表 ２ 中 可 以 看 出，試 樣 經 １６００ ℃ 煅 燒 后(hou)， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)晶(jing)格(ge)(ge)常數隨著 Ｙ２Ｏ３ 的(de) 引 入 量 增(zeng)(zeng) 多(duo)而(er)逐 漸 增(zeng)(zeng) 大，而(er) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)晶(jing)格(ge)(ge)常數變化不(bu)明顯(xian)，這(zhe)(zhe)是因為 Ｙ３＋ 在高(gao)溫(wen)下(xia)更易固溶到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)格(ge)(ge)中取代(dai)Ａｌ３＋ 的(de)位置，且Ｙ３＋ 的(de) 半 徑 大 于(yu)Ａｌ３＋表２ 經不(bu)同條件熱(re)處理 后(hou) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de) 晶(jing) 格(ge)(ge)的(de)半徑，導致其晶(jing)格(ge)(ge)參數發生改變。從表２中還可以看出，對于(yu) Ｙ２Ｏ３ 含量為１．０％的(de)試樣 Ｙ２，隨著煅 燒 溫(wen) 度 升(sheng) 高(gao)，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de) 晶(jing) 格(ge)(ge) 常 數 逐 漸 減小(xiao)，這(zhe)(zhe)是由于(yu) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中 ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質量比變小(xiao)引起的(de)［１３］。

２．２ 添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干式搗(dao)打料(liao)顯微(wei)結構的(de)(de)影響(xiang)圖(tu)３為(wei)(wei)添(tian) 加(jia) 不(bu) 同 含 量 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de) 試(shi) 樣 經(jing) １６００℃煅燒(shao)３ｈ后的(de)(de) ＳＥＭ 照片和 ＥＤＳ圖(tu)譜。從(cong)(cong)圖(tu)３中可以(yi)看出(chu)，未添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)試(shi)樣內僅(jin)存(cun)在(zai)尖 晶(jing)石(shi)顆(ke)(ke)粒，且(qie)結構疏(shu)松(song)，添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 后，試(shi) 樣 的(de)(de) 燒(shao) 結性能(neng)和致密(mi)度(du)明顯改(gai)善，當 Ｙ２Ｏ３ 加(jia)入(ru)量為(wei)(wei)０．５％時，試(shi)樣中除了尖晶(jing)石(shi)外，還(huan)可以(yi)觀(guan)察到亮白色(se)(se)圓顆(ke)(ke)粒狀物(wu) 質，分 布 在(zai) 灰(hui) 色(se)(se) 尖 晶(jing) 石(shi) 晶(jing) 間，結 合(he) 圖(tu) ３ （ｆ）所示的(de)(de) ＥＤＳ能(neng) 譜 可 知(zhi)，亮 白 色(se)(se) 圓 顆(ke)(ke) 粒 狀 物(wu) 質為(wei)(wei)Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從(cong)(cong)圖(tu)３中還(huan)可以(yi)看出(chu)，當Ｙ２Ｏ３加(jia)入(ru)量為(wei)(wei)１．０％時，試(shi)樣的(de)(de)致密(mi)度(du)進(jin)一步(bu)提(ti)高，尖晶(jing)石(shi)結構逐漸發育良好，呈規則的(de)(de)正八面體形貌；