近(jin)年(nian)來，稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物因(yin)熔點(dian)(dian)高(gao)、化(hua)學活(huo)性(xing)(xing)(xing)大、促燒結(jie)性(xing)(xing)(xing)好、耐侵(qin)蝕(shi)性(xing)(xing)(xing)強(qiang)等優(you)(you)點(dian)(dian)得(de)到研(yan)究人員的(de)(de)廣泛關(guan)注(zhu)［７－１０］，其中(zhong) Ｙ２Ｏ３ 因(yin)其高(gao)性(xing)(xing)(xing)價比、高(gao)活(huo)性(xing)(xing)(xing)被(bei)用作莫來石(shi)［１１］、尖(jian)晶(jing)石(shi)［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材(cai)料(liao)的(de)(de)燒結(jie)助(zhu)劑。Ｙｕａｎ等［１４］研(yan)究ＣｅＯ２和(he)Ｙ２Ｏ３兩種稀(xi)土(tu)氧(yang)化(hua)物對(dui)鎂鋁(lv)(lv)(lv)質(zhi)澆注(zhu)料(liao)性(xing)(xing)(xing)能和(he)結(jie)構的(de)(de)影響，發現ＣｅＯ２ 和(he) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)尖(jian)晶(jing)石(shi)的(de)(de)原位反應以及材(cai)料(liao)的(de)(de)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)有著不(bu)(bu)同程度的(de)(de)影響，Ｙ２Ｏ３ 更容易和(he)尖(jian)晶(jing)石(shi)形 成 固 溶 體，而 ＣｅＯ２ 更偏向(xiang)于進入到六(liu)鋁(lv)(lv)(lv)酸鈣（ＣＡ６）晶(jing)格(ge)中(zhong)去。為此，本(ben)文以電(dian)熔白剛玉、電(dian)熔鎂砂、活(huo)性(xing)(xing)(xing)氧(yang)化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)為主要(yao)原料(liao)，以Ｙ２Ｏ３為添(tian)加劑，分別在(zai)１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen)度下(xia)保溫(wen)３ｈ制備鋁(lv)(lv)(lv)鎂質(zhi)干式搗打(da)料(liao)。研(yan)究在(zai)不(bu)(bu)同煅(duan)燒溫(wen)度下(xia)添(tian)加 Ｙ２Ｏ３ 對(dui)鋁(lv)(lv)(lv)鎂質(zhi)干式搗打(da)料(liao)物相組成、顯微結(jie)構、燒結(jie)性(xing)(xing)(xing)能、力(li)學性(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)影響，以期(qi)為優(you)(you)化(hua)鋁(lv)(lv)(lv)鎂質(zhi)干式搗打(da)料(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)(xing)能提(ti)供參考。

１．１ 原料及試樣制備

實驗所用原料(liao)主要有：電熔白剛玉（粒度ｄ≤５ｍｍ），９７電熔鎂(mei)砂(sha)，活性氧化鋁（ＣＬ３７０，粒度ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉(fen)（純度９９％，粒度ｄ≤５μｍ），外 加(jia)(jia)１．５％ 的(de)(de) 結 合 劑 。Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)添加(jia)(jia)量分(fen)別(bie)為０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依次(ci)標(biao)記為 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試 樣(yang) 的(de)(de) 配 料(liao) 組 成(cheng)(cheng) 如(ru) 表１所 示。先 將(jiang)白剛玉、鎂(mei) 砂(sha)、活 性 氧 化 鋁 粉(fen)、Ｙ２Ｏ３ 細 粉(fen) 一(yi) 起 置于聚氨酯塑(su)料(liao)球磨罐中(zhong)(zhong)預混３ｈ，使其均勻混合，然后將(jiang)骨料(liao)、結合劑、預混合細粉(fen)依次(ci)放入愛立許強(qiang)力攪拌機中(zhong)(zhong)攪拌，混合時間控制(zhi)在(zai)(zai)５ｍｉｎ左右；再將(jiang)混好 的(de)(de) 料(liao) 在(zai)(zai) ＴＹＥ－５００Ｂ 型(xing)手(shou)動壓(ya)力試驗機上在(zai)(zai)７０ＭＰａ壓(ya)力下壓(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng) ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓柱形和２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條(tiao) 形 試 樣(yang)，并(bing)將(jiang)成(cheng)(cheng)型(xing)好的(de)(de)試樣(yang)置于１１０℃恒溫(wen)(wen)干(gan)燥(zao)箱中(zhong)(zhong)干(gan)燥(zao)２４ｈ；. 后 將(jiang) 干(gan) 燥(zao) 好 的(de)(de) 試 樣(yang) 分(fen) 別(bie) 在(zai)(zai) １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen)(wen) 度 下 煅 燒３ｈ后 進 行 各 項 檢 測。另外，單獨(du)將(jiang)基質部分(fen)提取出來壓(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng)２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的(de)(de)試樣(yang)，并(bing)分(fen)別(bie)進行上述相同條(tiao)件的(de)(de)熱處理，然后分(fen)析其物相組成(cheng)(cheng)和顯微結構。 

表１ 試樣的配料組成（ｗＢ／％）

１．２ 性(xing)能檢(jian)測

分(fen)別 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測(ce) 量 試 樣(yang)(yang) 的(de)(de) 加(jia) 熱 ** 線 變(bian) 化率(lv)、顯氣孔率(lv)、體積(ji)密度和(he)常溫(wen)耐(nai)壓強度；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)用(yong)三點 彎(wan) 曲 法 測(ce) 定 在１６００ ℃溫(wen)度下(xia)煅(duan)燒３ｈ后 的(de)(de) 試 樣(yang)(yang) 在１４００ ℃下(xia) 保 溫(wen)０．５ｈ的(de)(de)熱態抗折(zhe)強度；采(cai)用(yong) Ｘ 射(she)線衍射(she)儀(yi)（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分(fen)析試樣(yang)(yang)的(de)(de)物相組成，利 用(yong) ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟件計算(suan)物相的(de)(de)晶格常數；采(cai)用(yong)掃描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀察試樣(yang)(yang)的(de)(de)顯微結構(gou)，并采(cai)用(yong) ＰＨＤＥＭＸ能譜儀(yi)進行微區元(yuan)素分(fen)析。 

２ 結果與討論

２．１ 添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)干(gan)式搗打料物相(xiang)組(zu)成(cheng)的(de)(de)影響圖(tu)(tu)１為(wei)添(tian) 加(jia) 不(bu) 同 含(han) 量(liang)(liang) Ｙ２Ｏ３的(de)(de)試(shi)樣經 １６００℃保溫(wen)(wen)３ｈ后(hou)(hou)的(de)(de) ＸＲＤ圖(tu)(tu)譜(pu)。從(cong)圖(tu)(tu)１中可以看出，各(ge)試(shi)樣經１６００ ℃保溫(wen)(wen)３ｈ后(hou)(hou)主晶(jing)(jing)(jing)相(xiang)均為(wei)鎂鋁尖(jian)晶(jing)(jing)(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨(sui)著(zhu) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)引入，試(shi)樣中開始生成(cheng) Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰的(de)(de)強(qiang)(qiang)度隨(sui)著(zhu) Ｙ２Ｏ３ 含(han)量(liang)(liang)增(zeng)多而逐(zhu)漸(jian) 增(zeng) 強(qiang)(qiang) （見 圖(tu)(tu) １ 中 放(fang) 大(da)圖(tu)(tu)）。從(cong)圖(tu)(tu)１中尖(jian)晶(jing)(jing)(jing)石.強(qiang)(qiang)峰的(de)(de)放(fang)大(da)圖(tu)(tu)可以看出，隨(sui)著(zhu) Ｙ２Ｏ３ 添(tian)加(jia)量(liang)(liang)逐(zhu)漸(jian)增(zeng)大(da)，尖(jian)晶(jing)(jing)(jing)石的(de)(de)衍射峰 朝(chao)著(zhu)低 角(jiao) 度 的(de)(de) 方 向 偏 移，這是因為(wei)稀土氧化物Ｙ２Ｏ３ 具有較高(gao)的(de)(de)活(huo)性，在高(gao)溫(wen)(wen)下易(yi)固(gu)溶到尖(jian)晶(jing)(jing)(jing)石晶(jing)(jing)格內(nei)產(chan)生晶(jing)(jing)格應力

圖(tu)１添加(jia)不(bu)同含量 Ｙ２Ｏ３的試樣在(zai) １６００ ℃下(xia)保(bao)溫３ｈ后的 ＸＲＤ圖(tu)譜

圖２為(wei)添加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)試樣(yang)在不同溫(wen)(wen)(wen) 度(du)下保溫(wen)(wen)(wen)３ｈ后的(de)(de)(de) ＸＲＤ圖譜(pu)。從(cong)圖２中(zhong)可以看出(chu)，當(dang)(dang)溫(wen)(wen)(wen) 度(du) 為(wei) １４００ ℃ 時(shi)，試樣(yang)中(zhong)有明(ming)顯的(de)(de)(de)尖晶(jing)石、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的(de)(de)(de)衍(yan)射峰(feng)和(he)(he)較多 Ａｌ２Ｏ３ 的(de)(de)(de)衍(yan)射峰(feng)；當(dang)(dang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)為(wei)１５００℃時(shi)，ＹＡＰ被 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取(qu) 代，但試樣(yang)中(zhong)仍能觀(guan)察到微(wei)弱的(de)(de)(de) Ａｌ２Ｏ３衍(yan)射峰(feng)；當(dang)(dang)溫(wen)(wen)(wen)度(du)進(jin)一步升高到１６００ ℃時(shi)，Ａｌ２Ｏ３ 衍(yan)射峰(feng)消(xiao)失(shi)，完全轉(zhuan)化為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he)(he) ＹＡＧ 相(xiang)

表(biao)２為(wei)試樣(yang)經不(bu)同(tong)條件(jian)熱處理(li)后(hou)其(qi)尖晶(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的(de)(de) 晶(jing) 格(ge)(ge)(ge) 常(chang) 數(shu) 值。從表(biao) ２ 中 可 以(yi)(yi) 看 出，試 樣(yang) 經 １６００ ℃ 煅 燒 后(hou)， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de)晶(jing)格(ge)(ge)(ge)常(chang)數(shu)隨著(zhu) Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de) 引(yin) 入 量(liang) 增 多(duo)而逐 漸(jian) 增 大，而 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de)晶(jing)格(ge)(ge)(ge)常(chang)數(shu)變化不(bu)明(ming)顯，這是因為(wei) Ｙ３＋ 在高溫下更易(yi)固(gu)溶到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)格(ge)(ge)(ge)中取代Ａｌ３＋ 的(de)(de)位置(zhi)，且(qie)Ｙ３＋ 的(de)(de) 半 徑 大 于(yu)Ａｌ３＋表(biao)２ 經不(bu)同(tong)條件(jian)熱處理(li) 后(hou) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的(de)(de) 晶(jing) 格(ge)(ge)(ge)的(de)(de)半徑，導(dao)致其(qi)晶(jing)格(ge)(ge)(ge)參數(shu)發生改變。從表(biao)２中還可以(yi)(yi)看出，對(dui)于(yu) Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)為(wei)１．０％的(de)(de)試樣(yang) Ｙ２，隨著(zhu)煅 燒 溫 度 升 高，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的(de)(de) 晶(jing) 格(ge)(ge)(ge) 常(chang) 數(shu) 逐 漸(jian) 減小，這是由(you)于(yu) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中 ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質量(liang)比(bi)變小引(yin)起的(de)(de)［１３］。

２．２ 添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)干(gan)式(shi)搗(dao)打料顯(xian)微(wei)結構(gou)的影響圖(tu)３為(wei)添(tian) 加(jia) 不(bu) 同(tong) 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３ 的 試(shi) 樣 經 １６００℃煅(duan)燒(shao)３ｈ后(hou)的 ＳＥＭ 照片(pian)和 ＥＤＳ圖(tu)譜。從圖(tu)３中(zhong)可以看(kan)出(chu)，未添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 的試(shi)樣內僅存在(zai)尖(jian) 晶(jing)石(shi)(shi)顆(ke)粒，且結構(gou)疏松(song)，添(tian)加(jia) Ｙ２Ｏ３ 后(hou)，試(shi) 樣 的 燒(shao) 結性(xing)能(neng)和致密(mi)度明(ming)顯(xian)改善，當 Ｙ２Ｏ３ 加(jia)入(ru)量(liang)為(wei)０．５％時，試(shi)樣中(zhong)除了尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)外，還可以觀察到亮白色圓顆(ke)粒狀(zhuang)物(wu) 質，分 布 在(zai) 灰(hui) 色 尖(jian) 晶(jing) 石(shi)(shi) 晶(jing) 間，結 合 圖(tu) ３ （ｆ）所示的 ＥＤＳ能(neng) 譜 可 知(zhi)，亮 白 色 圓 顆(ke) 粒 狀(zhuang) 物(wu) 質為(wei)Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從圖(tu)３中(zhong)還可以看(kan)出(chu)，當Ｙ２Ｏ３加(jia)入(ru)量(liang)為(wei)１．０％時，試(shi)樣的致密(mi)度進(jin)一步(bu)提(ti)高(gao)，尖(jian)晶(jing)石(shi)(shi)結構(gou)逐漸發育良(liang)好，呈規則的正八(ba)面體形貌；