近(jin)年來(lai)，稀土(tu)氧化(hua)物因熔點(dian)高、化(hua)學(xue)活(huo)性(xing)(xing)(xing)大、促燒結(jie)性(xing)(xing)(xing)好(hao)、耐侵蝕性(xing)(xing)(xing)強等優(you)點(dian)得到(dao)研究人員的(de)(de)廣(guang)泛關注［７－１０］，其中 Ｙ２Ｏ３ 因其高性(xing)(xing)(xing)價比、高活(huo)性(xing)(xing)(xing)被用作莫來(lai)石(shi)(shi)［１１］、尖晶石(shi)(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材料(liao)的(de)(de)燒結(jie)助劑(ji)。Ｙｕａｎ等［１４］研究ＣｅＯ２和(he)(he)Ｙ２Ｏ３兩(liang)種稀土(tu)氧化(hua)物對(dui)鎂(mei)鋁(lv)質(zhi)澆(jiao)注料(liao)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)和(he)(he)結(jie)構的(de)(de)影響，發現ＣｅＯ２ 和(he)(he) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)尖晶石(shi)(shi)的(de)(de)原(yuan)位反應以及材料(liao)的(de)(de)穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)有著不同程度(du)的(de)(de)影響，Ｙ２Ｏ３ 更容易(yi)和(he)(he)尖晶石(shi)(shi)形(xing) 成 固 溶(rong) 體(ti)，而 ＣｅＯ２ 更偏向于(yu)進入到(dao)六鋁(lv)酸鈣(gai)（ＣＡ６）晶格中去。為此，本文(wen)以電熔白剛玉(yu)、電熔鎂(mei)砂(sha)、活(huo)性(xing)(xing)(xing)氧化(hua)鋁(lv)為主(zhu)要(yao)原(yuan)料(liao)，以Ｙ２Ｏ３為添加劑(ji)，分別在１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen)度(du)下(xia)保(bao)溫(wen)３ｈ制備鋁(lv)鎂(mei)質(zhi)干式(shi)搗(dao)(dao)打料(liao)。研究在不同煅(duan)燒溫(wen)度(du)下(xia)添加 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)鋁(lv)鎂(mei)質(zhi)干式(shi)搗(dao)(dao)打料(liao)物相(xiang)組成、顯微結(jie)構、燒結(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)、力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)的(de)(de)影響，以期為優(you)化(hua)鋁(lv)鎂(mei)質(zhi)干式(shi)搗(dao)(dao)打料(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)提供參考(kao)。

１．１ 原料及試樣制(zhi)備

實驗所用原料主要有(you)：電(dian)熔(rong)白剛(gang)玉（粒度(du)ｄ≤５ｍｍ），９７電(dian)熔(rong)鎂(mei)砂，活(huo)性(xing)氧(yang)化鋁(lv)(lv)（ＣＬ３７０，粒度(du)ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉（純度(du)９９％，粒度(du)ｄ≤５μｍ），外 加(jia)１．５％ 的 結 合(he) 劑 。Ｙ２Ｏ３ 的添(tian)加(jia)量分別為０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依次(ci)標記為 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試(shi)(shi) 樣 的 配 料 組 成(cheng) 如 表１所 示。先(xian) 將(jiang)(jiang)白剛(gang)玉、鎂(mei) 砂、活(huo) 性(xing) 氧(yang) 化 鋁(lv)(lv) 粉、Ｙ２Ｏ３ 細 粉 一 起 置于(yu)聚氨酯塑料球磨(mo)罐中(zhong)預混３ｈ，使其均勻混合(he)，然后將(jiang)(jiang)骨料、結合(he)劑、預混合(he)細粉依次(ci)放入愛立許(xu)強力攪拌(ban)機中(zhong)攪拌(ban)，混合(he)時間控制(zhi)在(zai)５ｍｉｎ左右；再將(jiang)(jiang)混好(hao)(hao) 的 料 在(zai) ＴＹＥ－５００Ｂ 型(xing)手動壓力試(shi)(shi)驗機上(shang)在(zai)７０ＭＰａ壓力下壓制(zhi)成(cheng) ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓(yuan)柱(zhu)形(xing)和２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長(chang) 條 形(xing) 試(shi)(shi) 樣，并將(jiang)(jiang)成(cheng)型(xing)好(hao)(hao)的試(shi)(shi)樣置于(yu)１１０℃恒溫(wen)干燥(zao)(zao)箱中(zhong)干燥(zao)(zao)２４ｈ；. 后 將(jiang)(jiang) 干 燥(zao)(zao) 好(hao)(hao) 的 試(shi)(shi) 樣 分 別 在(zai) １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen) 度(du) 下 煅 燒３ｈ后 進 行 各(ge) 項 檢 測。另外，單獨將(jiang)(jiang)基質部分提取(qu)出(chu)來(lai)壓制(zhi)成(cheng)２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的試(shi)(shi)樣，并分別進行上(shang)述相同條件的熱處理，然后分析其物相組成(cheng)和顯微結構。 

表(biao)１ 試樣的(de)配料組(zu)成（ｗＢ／％）

１．２ 性(xing)能檢測

分(fen)(fen)別 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測 量 試 樣(yang) 的(de) 加 熱 ** 線 變 化(hua)率、顯氣(qi)孔率、體積密度(du)(du)和常溫耐壓強(qiang)度(du)(du)；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)(cai)用三點(dian) 彎 曲 法 測 定 在(zai)１６００ ℃溫度(du)(du)下(xia)煅燒３ｈ后 的(de) 試 樣(yang) 在(zai)１４００ ℃下(xia) 保 溫０．５ｈ的(de)熱態抗折強(qiang)度(du)(du)；采(cai)(cai)用 Ｘ 射線衍(yan)射儀（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分(fen)(fen)析試樣(yang)的(de)物相組成(cheng)，利 用 ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟件計算物相的(de)晶格(ge)常數(shu)；采(cai)(cai)用掃(sao)描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察試樣(yang)的(de)顯微結構(gou)，并采(cai)(cai)用 ＰＨＤＥＭＸ能譜儀進行微區元素分(fen)(fen)析。 

２ 結果與討論(lun)

２．１ 添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干式搗打(da)料(liao)物相(xiang)(xiang)組成(cheng)(cheng)的(de)(de)影響圖(tu)１為添(tian) 加(jia) 不 同 含 量(liang)(liang) Ｙ２Ｏ３的(de)(de)試(shi)樣經(jing) １６００℃保溫(wen)３ｈ后的(de)(de) ＸＲＤ圖(tu)譜。從圖(tu)１中(zhong)可(ke)以看出，各試(shi)樣經(jing)１６００ ℃保溫(wen)３ｈ后主晶(jing)相(xiang)(xiang)均為鎂(mei)鋁尖(jian)晶(jing)石(shi)（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)引入(ru)，試(shi)樣中(zhong)開始(shi)生成(cheng)(cheng) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰的(de)(de)強度隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)(liang)增多而逐漸(jian) 增 強 （見(jian) 圖(tu) １ 中(zhong) 放 大(da)圖(tu)）。從圖(tu)１中(zhong)尖(jian)晶(jing)石(shi).強峰的(de)(de)放大(da)圖(tu)可(ke)以看出，隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 添(tian)加(jia)量(liang)(liang)逐漸(jian)增大(da)，尖(jian)晶(jing)石(shi)的(de)(de)衍射峰 朝著低 角 度 的(de)(de) 方(fang) 向 偏 移，這(zhe)是(shi)因為稀土氧化物Ｙ２Ｏ３ 具(ju)有較(jiao)高的(de)(de)活性，在高溫(wen)下(xia)易固溶到尖(jian)晶(jing)石晶格內產生(sheng)晶格應力(li)

圖１添(tian)加不同(tong)含(han)量(liang) Ｙ２Ｏ３的試樣在 １６００ ℃下保(bao)溫３ｈ后(hou)的 ＸＲＤ圖譜

圖(tu)２為(wei)添加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的試樣在不同溫 度(du)(du)下保(bao)溫３ｈ后的 ＸＲＤ圖(tu)譜。從圖(tu)２中(zhong)可以看出，當溫 度(du)(du) 為(wei) １４００ ℃ 時(shi)，試樣中(zhong)有明顯的尖晶石、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的衍射峰和較(jiao)多(duo) Ａｌ２Ｏ３ 的衍射峰；當溫度(du)(du)為(wei)１５００℃時(shi)，ＹＡＰ被(bei) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取 代，但試樣中(zhong)仍能(neng)觀(guan)察到微(wei)弱(ruo)的 Ａｌ２Ｏ３衍射峰；當溫度(du)(du)進一(yi)步升高(gao)到１６００ ℃時(shi)，Ａｌ２Ｏ３ 衍射峰消失(shi)，完全轉化為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 ＹＡＧ 相

表(biao)(biao)２為試樣經不同條件(jian)熱處理后其尖(jian)晶(jing)(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的 晶(jing)(jing) 格(ge) 常 數(shu) 值。從(cong)表(biao)(biao) ２ 中(zhong) 可 以 看 出，試 樣 經 １６００ ℃ 煅 燒 后， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的晶(jing)(jing)格(ge)常數(shu)隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 的 引(yin) 入(ru) 量(liang) 增 多而(er)逐 漸 增 大，而(er) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的晶(jing)(jing)格(ge)常數(shu)變(bian)化不明顯，這是因(yin)為 Ｙ３＋ 在高溫下更易(yi)固溶到(dao) ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)(jing)格(ge)中(zhong)取(qu)代Ａｌ３＋ 的位(wei)置(zhi)，且Ｙ３＋ 的 半 徑 大 于(yu)Ａｌ３＋表(biao)(biao)２ 經不同條件(jian)熱處理 后 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的 晶(jing)(jing) 格(ge)的半徑，導致其晶(jing)(jing)格(ge)參數(shu)發生改(gai)變(bian)。從(cong)表(biao)(biao)２中(zhong)還可以看出，對于(yu) Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)為１．０％的試樣 Ｙ２，隨(sui)著煅 燒 溫 度(du) 升(sheng) 高，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的 晶(jing)(jing) 格(ge) 常 數(shu) 逐 漸 減小，這是由于(yu) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中(zhong) ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質量(liang)比變(bian)小引(yin)起的［１３］。

２．２ 添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干(gan)式搗打料顯微結(jie)構的(de)(de)(de)影響圖(tu)３為(wei)(wei)添 加(jia) 不(bu) 同(tong) 含(han) 量(liang) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de) 試(shi) 樣(yang) 經 １６００℃煅燒(shao)３ｈ后的(de)(de)(de) ＳＥＭ 照(zhao)片和(he) ＥＤＳ圖(tu)譜(pu)。從(cong)圖(tu)３中(zhong)可(ke)以看(kan)出，未添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)試(shi)樣(yang)內僅(jin)存在尖(jian) 晶石顆粒，且結(jie)構疏(shu)松，添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 后，試(shi) 樣(yang) 的(de)(de)(de) 燒(shao) 結(jie)性能和(he)致密度(du)明顯改善(shan)，當 Ｙ２Ｏ３ 加(jia)入量(liang)為(wei)(wei)０．５％時，試(shi)樣(yang)中(zhong)除了尖(jian)晶石外，還(huan)可(ke)以觀察到亮(liang)白(bai)色(se)圓顆粒狀物 質，分 布 在 灰 色(se) 尖(jian) 晶 石 晶 間，結(jie) 合 圖(tu) ３ （ｆ）所示(shi)的(de)(de)(de) ＥＤＳ能 譜(pu) 可(ke) 知，亮(liang) 白(bai) 色(se) 圓 顆 粒 狀 物 質為(wei)(wei)Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從(cong)圖(tu)３中(zhong)還(huan)可(ke)以看(kan)出，當Ｙ２Ｏ３加(jia)入量(liang)為(wei)(wei)１．０％時，試(shi)樣(yang)的(de)(de)(de)致密度(du)進(jin)一步提高，尖(jian)晶石結(jie)構逐漸發(fa)育良好(hao)，呈規(gui)則的(de)(de)(de)正(zheng)八面體形貌；