近年來，稀土(tu)氧化物(wu)因(yin)熔(rong)點高、化學活性(xing)(xing)大、促燒(shao)結性(xing)(xing)好、耐侵蝕(shi)性(xing)(xing)強等優點得(de)到研(yan)究人員(yuan)的(de)(de)(de)廣泛關注［７－１０］，其中(zhong) Ｙ２Ｏ３ 因(yin)其高性(xing)(xing)價(jia)比、高活性(xing)(xing)被(bei)用作莫來石(shi)［１１］、尖晶石(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材料(liao)的(de)(de)(de)燒(shao)結助(zhu)劑。Ｙｕａｎ等［１４］研(yan)究ＣｅＯ２和(he)Ｙ２Ｏ３兩種稀土(tu)氧化物(wu)對鎂鋁(lv)(lv)質澆注料(liao)性(xing)(xing)能(neng)和(he)結構(gou)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，發(fa)現(xian)ＣｅＯ２ 和(he) Ｙ２Ｏ３ 對尖晶石(shi)的(de)(de)(de)原位反應以(yi)(yi)及材料(liao)的(de)(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)有著不同程度(du)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，Ｙ２Ｏ３ 更容易和(he)尖晶石(shi)形 成 固 溶 體(ti)，而 ＣｅＯ２ 更偏向于進入到六鋁(lv)(lv)酸鈣（ＣＡ６）晶格中(zhong)去。為(wei)此，本文以(yi)(yi)電熔(rong)白(bai)剛玉、電熔(rong)鎂砂、活性(xing)(xing)氧化鋁(lv)(lv)為(wei)主要原料(liao)，以(yi)(yi)Ｙ２Ｏ３為(wei)添(tian)加劑，分(fen)別在１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen)度(du)下保溫(wen)３ｈ制備鋁(lv)(lv)鎂質干式(shi)(shi)搗(dao)打(da)料(liao)。研(yan)究在不同煅燒(shao)溫(wen)度(du)下添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 對鋁(lv)(lv)鎂質干式(shi)(shi)搗(dao)打(da)料(liao)物(wu)相組成、顯(xian)微結構(gou)、燒(shao)結性(xing)(xing)能(neng)、力(li)學性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，以(yi)(yi)期(qi)為(wei)優化鋁(lv)(lv)鎂質干式(shi)(shi)搗(dao)打(da)料(liao)的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)提供(gong)參考。

１．１ 原料及試樣制備

實驗所(suo)用原料主(zhu)要有：電熔白剛玉（粒度ｄ≤５ｍｍ），９７電熔鎂砂，活(huo)性氧化鋁（ＣＬ３７０，粒度ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉(fen)（純度９９％，粒度ｄ≤５μｍ），外 加(jia)１．５％ 的(de)(de)(de)(de) 結 合 劑 。Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)(de)添加(jia)量分別(bie)為０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依次標記為 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試(shi) 樣(yang) 的(de)(de)(de)(de) 配 料 組 成(cheng) 如 表１所(suo) 示。先(xian) 將(jiang)白剛玉、鎂 砂、活(huo) 性 氧 化 鋁 粉(fen)、Ｙ２Ｏ３ 細 粉(fen) 一(yi) 起(qi) 置于(yu)聚氨酯塑料球磨(mo)罐中預混(hun)３ｈ，使其均(jun)勻混(hun)合，然后(hou)將(jiang)骨料、結合劑、預混(hun)合細粉(fen)依次放入愛立(li)許強(qiang)力(li)攪(jiao)拌(ban)機(ji)中攪(jiao)拌(ban)，混(hun)合時間(jian)控(kong)制在(zai)(zai)(zai)５ｍｉｎ左右；再將(jiang)混(hun)好 的(de)(de)(de)(de) 料 在(zai)(zai)(zai) ＴＹＥ－５００Ｂ 型手動壓(ya)力(li)試(shi)驗機(ji)上(shang)在(zai)(zai)(zai)７０ＭＰａ壓(ya)力(li)下壓(ya)制成(cheng) ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓(yuan)柱形和２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條 形 試(shi) 樣(yang)，并(bing)將(jiang)成(cheng)型好的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)置于(yu)１１０℃恒溫(wen)干(gan)燥箱(xiang)中干(gan)燥２４ｈ；. 后(hou) 將(jiang) 干(gan) 燥 好 的(de)(de)(de)(de) 試(shi) 樣(yang) 分 別(bie) 在(zai)(zai)(zai) １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen) 度 下 煅 燒３ｈ后(hou) 進 行(xing) 各 項(xiang) 檢 測。另外，單獨將(jiang)基質部分提取(qu)出來(lai)壓(ya)制成(cheng)２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的(de)(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)，并(bing)分別(bie)進行(xing)上(shang)述相(xiang)同條件的(de)(de)(de)(de)熱處理，然后(hou)分析其物(wu)相(xiang)組成(cheng)和顯微結構(gou)。 

表１ 試樣的配料(liao)組成（ｗＢ／％）

１．２ 性能檢測

分別 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測 量 試 樣 的 加 熱 ** 線 變 化率(lv)(lv)、顯(xian)氣孔率(lv)(lv)、體(ti)積密度和常溫(wen)耐壓強(qiang)度；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)(cai)(cai)用三點 彎(wan) 曲 法 測 定 在(zai)１６００ ℃溫(wen)度下煅燒３ｈ后 的 試 樣 在(zai)１４００ ℃下 保 溫(wen)０．５ｈ的熱態抗折強(qiang)度；采(cai)(cai)(cai)用 Ｘ 射線衍(yan)射儀（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分析(xi)試樣的物相(xiang)(xiang)組成，利 用 ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟(ruan)件計算物相(xiang)(xiang)的晶格常數；采(cai)(cai)(cai)用掃描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察試樣的顯(xian)微結構，并采(cai)(cai)(cai)用 ＰＨＤＥＭＸ能(neng)譜儀進行微區元素分析(xi)。 

２ 結果與討(tao)論

２．１ 添加 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)干式搗打料物相(xiang)(xiang)組成的(de)(de)影(ying)響圖(tu)(tu)１為(wei)(wei)添 加 不 同(tong) 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３的(de)(de)試(shi)樣(yang)經(jing) １６００℃保(bao)溫(wen)３ｈ后(hou)(hou)的(de)(de) ＸＲＤ圖(tu)(tu)譜。從圖(tu)(tu)１中(zhong)(zhong)可以看出，各試(shi)樣(yang)經(jing)１６００ ℃保(bao)溫(wen)３ｈ后(hou)(hou)主晶(jing)相(xiang)(xiang)均為(wei)(wei)鎂鋁尖晶(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)引入，試(shi)樣(yang)中(zhong)(zhong)開(kai)始生成 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰的(de)(de)強度隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)增(zeng)多而逐漸 增(zeng) 強 （見 圖(tu)(tu) １ 中(zhong)(zhong) 放(fang) 大圖(tu)(tu)）。從圖(tu)(tu)１中(zhong)(zhong)尖晶(jing)石.強峰的(de)(de)放(fang)大圖(tu)(tu)可以看出，隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 添加量(liang)逐漸增(zeng)大，尖晶(jing)石的(de)(de)衍(yan)射峰 朝著低 角 度 的(de)(de) 方 向 偏 移(yi)，這是因(yin)為(wei)(wei)稀(xi)土氧(yang)化物Ｙ２Ｏ３ 具(ju)有較高的(de)(de)活性(xing)，在(zai)高溫(wen)下易固溶到尖晶(jing)石(shi)晶(jing)格(ge)內產生晶(jing)格(ge)應力

圖１添加不同含量 Ｙ２Ｏ３的試樣在 １６００ ℃下保溫３ｈ后(hou)的 ＸＲＤ圖譜

圖２為(wei)添加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的(de)試(shi)樣在不同溫(wen)(wen) 度(du)(du)(du)下(xia)保溫(wen)(wen)３ｈ后的(de) ＸＲＤ圖譜。從圖２中(zhong)(zhong)可(ke)以看(kan)出(chu)，當(dang)溫(wen)(wen) 度(du)(du)(du) 為(wei) １４００ ℃ 時(shi)，試(shi)樣中(zhong)(zhong)有明顯(xian)的(de)尖(jian)晶石、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的(de)衍(yan)(yan)射(she)峰和較(jiao)多 Ａｌ２Ｏ３ 的(de)衍(yan)(yan)射(she)峰；當(dang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為(wei)１５００℃時(shi)，ＹＡＰ被(bei) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取(qu) 代，但(dan)試(shi)樣中(zhong)(zhong)仍(reng)能觀(guan)察到(dao)微弱的(de) Ａｌ２Ｏ３衍(yan)(yan)射(she)峰；當(dang)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)進一步升(sheng)高到(dao)１６００ ℃時(shi)，Ａｌ２Ｏ３ 衍(yan)(yan)射(she)峰消失，完全轉化為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 ＹＡＧ 相(xiang)

表(biao)２為試樣經不同(tong)條(tiao)件熱(re)處理(li)后(hou)其(qi)尖晶(jing)(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的(de)(de)(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge) 常(chang)(chang) 數(shu) 值。從表(biao) ２ 中 可(ke) 以 看 出，試 樣 經 １６００ ℃ 煅 燒 后(hou)， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)常(chang)(chang)數(shu)隨(sui)(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)(de) 引 入 量 增 多而逐(zhu) 漸 增 大，而 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)(de)(de)晶(jing)(jing)格(ge)常(chang)(chang)數(shu)變(bian)化(hua)不明顯，這(zhe)是因為 Ｙ３＋ 在高(gao)溫下更易(yi)固溶(rong)到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)(jing)格(ge)中取代(dai)Ａｌ３＋ 的(de)(de)(de)(de)位置，且Ｙ３＋ 的(de)(de)(de)(de) 半 徑 大 于(yu)(yu)Ａｌ３＋表(biao)２ 經不同(tong)條(tiao)件熱(re)處理(li) 后(hou) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge)的(de)(de)(de)(de)半徑，導(dao)致其(qi)晶(jing)(jing)格(ge)參數(shu)發(fa)生改(gai)變(bian)。從表(biao)２中還可(ke)以看出，對于(yu)(yu) Ｙ２Ｏ３ 含量為１．０％的(de)(de)(de)(de)試樣 Ｙ２，隨(sui)(sui)著煅 燒 溫 度(du) 升 高(gao)，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)(de)(de) 晶(jing)(jing) 格(ge) 常(chang)(chang) 數(shu) 逐(zhu) 漸 減小(xiao)(xiao)，這(zhe)是由于(yu)(yu) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中 ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質(zhi)量比變(bian)小(xiao)(xiao)引起的(de)(de)(de)(de)［１３］。

２．２ 添加(jia)(jia) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)干式搗打(da)料顯微結(jie)構的(de)影響圖３為添 加(jia)(jia) 不(bu) 同 含 量 Ｙ２Ｏ３ 的(de) 試 樣(yang)(yang)(yang) 經 １６００℃煅燒３ｈ后的(de) ＳＥＭ 照片和 ＥＤＳ圖譜。從圖３中(zhong)(zhong)可以(yi)(yi)看(kan)出，未添加(jia)(jia) Ｙ２Ｏ３ 的(de)試樣(yang)(yang)(yang)內僅存在(zai)尖 晶石(shi)顆(ke)粒(li)(li)，且(qie)結(jie)構疏松，添加(jia)(jia) Ｙ２Ｏ３ 后，試 樣(yang)(yang)(yang) 的(de) 燒 結(jie)性(xing)能和致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)明(ming)顯改(gai)善(shan)，當 Ｙ２Ｏ３ 加(jia)(jia)入(ru)量為０．５％時，試樣(yang)(yang)(yang)中(zhong)(zhong)除了尖晶石(shi)外，還(huan)可以(yi)(yi)觀察到(dao)亮白(bai)色(se)圓顆(ke)粒(li)(li)狀物(wu)(wu) 質，分 布 在(zai) 灰 色(se) 尖 晶 石(shi) 晶 間，結(jie) 合(he) 圖 ３ （ｆ）所示的(de) ＥＤＳ能 譜 可 知，亮 白(bai) 色(se) 圓 顆(ke) 粒(li)(li) 狀 物(wu)(wu) 質為Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從圖３中(zhong)(zhong)還(huan)可以(yi)(yi)看(kan)出，當Ｙ２Ｏ３加(jia)(jia)入(ru)量為１．０％時，試樣(yang)(yang)(yang)的(de)致(zhi)(zhi)密(mi)(mi)度(du)進一步(bu)提高，尖晶石(shi)結(jie)構逐(zhu)漸發育(yu)良好，呈規則的(de)正八面體形貌(mao)；