近(jin)年來，稀土氧化(hua)(hua)物因(yin)熔點高、化(hua)(hua)學(xue)活(huo)(huo)(huo)性(xing)大、促燒結(jie)性(xing)好、耐侵(qin)蝕性(xing)強等優點得到研(yan)究人員的(de)(de)(de)廣泛關注(zhu)［７－１０］，其(qi)中 Ｙ２Ｏ３ 因(yin)其(qi)高性(xing)價比、高活(huo)(huo)(huo)性(xing)被用(yong)作(zuo)莫來石(shi)(shi)［１１］、尖晶(jing)(jing)石(shi)(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)燒結(jie)助劑。Ｙｕａｎ等［１４］研(yan)究ＣｅＯ２和(he)(he)(he)Ｙ２Ｏ３兩種稀土氧化(hua)(hua)物對鎂(mei)鋁質澆(jiao)注(zhu)料(liao)(liao)性(xing)能和(he)(he)(he)結(jie)構的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，發現ＣｅＯ２ 和(he)(he)(he) Ｙ２Ｏ３ 對尖晶(jing)(jing)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)原(yuan)位反(fan)應以(yi)及(ji)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)穩定性(xing)有著不同程度的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，Ｙ２Ｏ３ 更容易和(he)(he)(he)尖晶(jing)(jing)石(shi)(shi)形 成 固 溶 體，而 ＣｅＯ２ 更偏向于(yu)進入到六(liu)鋁酸鈣（ＣＡ６）晶(jing)(jing)格(ge)中去。為此，本文以(yi)電熔白(bai)剛(gang)玉(yu)、電熔鎂(mei)砂、活(huo)(huo)(huo)性(xing)氧化(hua)(hua)鋁為主要原(yuan)料(liao)(liao)，以(yi)Ｙ２Ｏ３為添(tian)(tian)加劑，分別在(zai)１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫度下(xia)保溫３ｈ制備鋁鎂(mei)質干式搗打料(liao)(liao)。研(yan)究在(zai)不同煅燒溫度下(xia)添(tian)(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 對鋁鎂(mei)質干式搗打料(liao)(liao)物相組成、顯微結(jie)構、燒結(jie)性(xing)能、力學(xue)性(xing)能的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)，以(yi)期為優化(hua)(hua)鋁鎂(mei)質干式搗打料(liao)(liao)的(de)(de)(de)性(xing)能提供參考。

１．１ 原料及試樣制備(bei)

實驗所(suo)用原料(liao)主要有：電(dian)熔(rong)(rong)白(bai)剛玉(yu)（粒(li)度(du)ｄ≤５ｍｍ），９７電(dian)熔(rong)(rong)鎂(mei)砂，活(huo)性(xing)氧化(hua)鋁(lv)（ＣＬ３７０，粒(li)度(du)ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉(fen)（純度(du)９９％，粒(li)度(du)ｄ≤５μｍ），外 加(jia)１．５％ 的(de)(de)(de) 結 合(he) 劑 。Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)添加(jia)量分(fen)別為(wei)０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依(yi)次標記(ji)為(wei) Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試 樣(yang) 的(de)(de)(de) 配 料(liao) 組 成 如(ru) 表１所(suo) 示。先 將白(bai)剛玉(yu)、鎂(mei) 砂、活(huo) 性(xing) 氧 化(hua) 鋁(lv) 粉(fen)、Ｙ２Ｏ３ 細 粉(fen) 一 起 置(zhi)于(yu)聚氨酯塑料(liao)球磨罐中(zhong)(zhong)預混３ｈ，使其均勻(yun)混合(he)，然后(hou)將骨料(liao)、結合(he)劑、預混合(he)細粉(fen)依(yi)次放入愛立許(xu)強(qiang)力(li)攪拌機中(zhong)(zhong)攪拌，混合(he)時(shi)間控制(zhi)(zhi)在(zai)(zai)(zai)５ｍｉｎ左右；再將混好 的(de)(de)(de) 料(liao) 在(zai)(zai)(zai) ＴＹＥ－５００Ｂ 型手動(dong)壓(ya)力(li)試驗機上在(zai)(zai)(zai)７０ＭＰａ壓(ya)力(li)下(xia)壓(ya)制(zhi)(zhi)成 ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓柱(zhu)形和(he)２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條 形 試 樣(yang)，并將成型好的(de)(de)(de)試樣(yang)置(zhi)于(yu)１１０℃恒溫(wen)干燥(zao)箱中(zhong)(zhong)干燥(zao)２４ｈ；. 后(hou) 將 干 燥(zao) 好 的(de)(de)(de) 試 樣(yang) 分(fen) 別 在(zai)(zai)(zai) １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen) 度(du) 下(xia) 煅 燒３ｈ后(hou) 進 行(xing) 各(ge) 項 檢 測。另外，單獨(du)將基質部分(fen)提取出來壓(ya)制(zhi)(zhi)成２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的(de)(de)(de)試樣(yang)，并分(fen)別進行(xing)上述相(xiang)同條件的(de)(de)(de)熱處理，然后(hou)分(fen)析其物相(xiang)組成和(he)顯微結構。 

表１ 試樣的配(pei)料組成（ｗＢ／％）

１．２ 性能檢測

分(fen)別 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測 量 試 樣(yang)(yang)(yang) 的 加(jia) 熱 ** 線 變(bian) 化率(lv)、顯氣孔率(lv)、體積密度和常溫耐壓強度；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采用(yong)(yong)三點 彎 曲 法 測 定 在(zai)１６００ ℃溫度下(xia)煅燒３ｈ后(hou) 的 試 樣(yang)(yang)(yang) 在(zai)１４００ ℃下(xia) 保 溫０．５ｈ的熱態抗折強度；采用(yong)(yong) Ｘ 射線衍射儀（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分(fen)析試樣(yang)(yang)(yang)的物相(xiang)組成，利 用(yong)(yong) ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟件計(ji)算物相(xiang)的晶格常數；采用(yong)(yong)掃描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察(cha)試樣(yang)(yang)(yang)的顯微結構，并(bing)采用(yong)(yong) ＰＨＤＥＭＸ能譜儀進行微區(qu)元素分(fen)析。 

２ 結果與(yu)討論

２．１ 添加 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)干式搗打料物(wu)相(xiang)(xiang)組成(cheng)的(de)影響(xiang)圖(tu)(tu)１為添 加 不 同 含 量 Ｙ２Ｏ３的(de)試樣(yang)(yang)經(jing) １６００℃保溫(wen)３ｈ后的(de) ＸＲＤ圖(tu)(tu)譜。從(cong)(cong)圖(tu)(tu)１中(zhong)可(ke)以看出，各試樣(yang)(yang)經(jing)１６００ ℃保溫(wen)３ｈ后主晶(jing)(jing)相(xiang)(xiang)均為鎂鋁尖晶(jing)(jing)石(shi)（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨(sui)著(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 的(de)引入(ru)，試樣(yang)(yang)中(zhong)開始(shi)生成(cheng) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰的(de)強度(du)隨(sui)著(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 含量增(zeng)多而逐漸(jian) 增(zeng) 強 （見 圖(tu)(tu) １ 中(zhong) 放 大(da)圖(tu)(tu)）。從(cong)(cong)圖(tu)(tu)１中(zhong)尖晶(jing)(jing)石(shi).強峰的(de)放大(da)圖(tu)(tu)可(ke)以看出，隨(sui)著(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 添加量逐漸(jian)增(zeng)大(da)，尖晶(jing)(jing)石(shi)的(de)衍(yan)射峰 朝著(zhu)(zhu)低 角(jiao) 度(du) 的(de) 方(fang) 向(xiang) 偏 移，這(zhe)是(shi)因為稀土氧(yang)化物(wu)Ｙ２Ｏ３ 具(ju)有(you)較高的(de)活性，在高溫(wen)下易(yi)固溶(rong)到尖晶(jing)(jing)石晶格(ge)內產生晶格(ge)應力

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

圖(tu)２為添(tian)加(jia)１．０％Ｙ２Ｏ３ 的(de)試(shi)樣在不(bu)同溫 度(du)下(xia)保溫３ｈ后的(de) ＸＲＤ圖(tu)譜。從圖(tu)２中(zhong)可以看出，當溫 度(du) 為 １４００ ℃ 時，試(shi)樣中(zhong)有明(ming)顯的(de)尖(jian)晶石(shi)、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的(de)衍射(she)峰(feng)和(he)較多 Ａｌ２Ｏ３ 的(de)衍射(she)峰(feng)；當溫度(du)為１５００℃時，ＹＡＰ被(bei) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取 代，但試(shi)樣中(zhong)仍能觀察到微弱的(de) Ａｌ２Ｏ３衍射(she)峰(feng)；當溫度(du)進一(yi)步(bu)升高到１６００ ℃時，Ａｌ２Ｏ３ 衍射(she)峰(feng)消(xiao)失(shi)，完全轉化為 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he) ＹＡＧ 相

表２為試(shi)樣經不同條件(jian)熱處理后其(qi)尖晶(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的(de)(de) 晶(jing) 格(ge) 常 數 值。從(cong)表 ２ 中(zhong) 可 以(yi) 看 出(chu)，試(shi) 樣 經 １６００ ℃ 煅(duan) 燒 后， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)晶(jing)格(ge)常數隨(sui)著 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de) 引(yin) 入 量 增 多而逐(zhu) 漸 增 大，而 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)晶(jing)格(ge)常數變化不明顯，這(zhe)是(shi)因(yin)為 Ｙ３＋ 在(zai)高(gao)溫下更易固溶(rong)到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)格(ge)中(zhong)取代(dai)Ａｌ３＋ 的(de)(de)位置，且Ｙ３＋ 的(de)(de) 半 徑 大 于Ａｌ３＋表２ 經不同條件(jian)熱處理 后 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de) 晶(jing) 格(ge)的(de)(de)半徑，導致其(qi)晶(jing)格(ge)參數發生改變。從(cong)表２中(zhong)還可以(yi)看出(chu)，對于 Ｙ２Ｏ３ 含量為１．０％的(de)(de)試(shi)樣 Ｙ２，隨(sui)著煅(duan) 燒 溫 度(du) 升 高(gao)，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de) 晶(jing) 格(ge) 常 數 逐(zhu) 漸 減(jian)小，這(zhe)是(shi)由于 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中(zhong) ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質(zhi)量比(bi)變小引(yin)起(qi)的(de)(de)［１３］。

２．２ 添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 對干式搗打(da)料(liao)顯微(wei)結(jie)構的(de)(de)影響圖３為(wei)(wei)添(tian) 加 不 同(tong) 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de) 試 樣(yang) 經 １６００℃煅(duan)燒３ｈ后(hou)的(de)(de) ＳＥＭ 照片和 ＥＤＳ圖譜。從圖３中可以(yi)看出，未添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)試樣(yang)內僅存在尖(jian) 晶(jing)石顆粒(li)，且(qie)結(jie)構疏(shu)松，添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 后(hou)，試 樣(yang) 的(de)(de) 燒 結(jie)性能(neng)和致密度明顯改善，當 Ｙ２Ｏ３ 加入(ru)量(liang)為(wei)(wei)０．５％時，試樣(yang)中除了尖(jian)晶(jing)石外，還可以(yi)觀察(cha)到亮(liang)白色圓顆粒(li)狀物 質，分 布 在 灰(hui) 色 尖(jian) 晶(jing) 石 晶(jing) 間，結(jie) 合 圖 ３ （ｆ）所示的(de)(de) ＥＤＳ能(neng) 譜 可 知(zhi)，亮(liang) 白 色 圓 顆 粒(li) 狀 物 質為(wei)(wei)Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從圖３中還可以(yi)看出，當Ｙ２Ｏ３加入(ru)量(liang)為(wei)(wei)１．０％時，試樣(yang)的(de)(de)致密度進(jin)一(yi)步(bu)提高，尖(jian)晶(jing)石結(jie)構逐漸發育良好，呈規則的(de)(de)正八面體形(xing)貌；