近年來，稀土氧(yang)(yang)化(hua)物因(yin)(yin)熔(rong)點高(gao)、化(hua)學(xue)活性(xing)大、促燒結(jie)性(xing)好、耐侵蝕性(xing)強等優點得到研(yan)究(jiu)人員(yuan)的(de)(de)(de)廣泛(fan)關(guan)注(zhu)［７－１０］，其中(zhong) Ｙ２Ｏ３ 因(yin)(yin)其高(gao)性(xing)價比、高(gao)活性(xing)被用作莫來石［１１］、尖晶(jing)石［１２］、ＡｌＯＮ［１３］等材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)燒結(jie)助劑。Ｙｕａｎ等［１４］研(yan)究(jiu)ＣｅＯ２和(he)(he)(he)Ｙ２Ｏ３兩種稀土氧(yang)(yang)化(hua)物對鎂(mei)鋁(lv)質澆注(zhu)料(liao)性(xing)能(neng)和(he)(he)(he)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，發現ＣｅＯ２ 和(he)(he)(he) Ｙ２Ｏ３ 對尖晶(jing)石的(de)(de)(de)原位反應以(yi)(yi)及材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)穩定性(xing)有著不同(tong)程度(du)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，Ｙ２Ｏ３ 更(geng)容易和(he)(he)(he)尖晶(jing)石形 成(cheng) 固 溶(rong) 體，而 ＣｅＯ２ 更(geng)偏(pian)向于進入到六鋁(lv)酸鈣（ＣＡ６）晶(jing)格中(zhong)去。為(wei)此(ci)，本文以(yi)(yi)電熔(rong)白剛玉、電熔(rong)鎂(mei)砂、活性(xing)氧(yang)(yang)化(hua)鋁(lv)為(wei)主要原料(liao)，以(yi)(yi)Ｙ２Ｏ３為(wei)添加(jia)劑，分別(bie)在(zai)１３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫(wen)度(du)下保溫(wen)３ｈ制備鋁(lv)鎂(mei)質干(gan)式(shi)搗打料(liao)。研(yan)究(jiu)在(zai)不同(tong)煅燒溫(wen)度(du)下添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對鋁(lv)鎂(mei)質干(gan)式(shi)搗打料(liao)物相組(zu)成(cheng)、顯微結(jie)構(gou)、燒結(jie)性(xing)能(neng)、力(li)學(xue)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，以(yi)(yi)期為(wei)優化(hua)鋁(lv)鎂(mei)質干(gan)式(shi)搗打料(liao)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)提供參考。

１．１ 原(yuan)料及(ji)試樣制備

實驗(yan)所(suo)用原料(liao)(liao)主要有：電熔白剛(gang)玉（粒度(du)ｄ≤５ｍｍ），９７電熔鎂(mei)砂(sha)(sha)，活性氧化鋁（ＣＬ３７０，粒度(du)ｄ ≤３μｍ），Ｙ２Ｏ３ 粉(fen)（純度(du)９９％，粒度(du)ｄ≤５μｍ），外(wai) 加１．５％ 的(de)(de) 結(jie) 合(he)(he) 劑(ji) 。Ｙ２Ｏ３ 的(de)(de)添(tian)加量分(fen)(fen)別為０、０．５％、１．０％、１．５％、２．０％，依次標記為 Ｙ０、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３、Ｙ４，試 樣 的(de)(de) 配 料(liao)(liao) 組 成(cheng)(cheng)(cheng) 如(ru) 表１所(suo) 示。先 將(jiang)(jiang)白剛(gang)玉、鎂(mei) 砂(sha)(sha)、活 性 氧 化 鋁 粉(fen)、Ｙ２Ｏ３ 細(xi) 粉(fen) 一 起 置于聚氨酯塑料(liao)(liao)球磨(mo)罐中(zhong)預混(hun)３ｈ，使(shi)其(qi)均(jun)勻混(hun)合(he)(he)，然后將(jiang)(jiang)骨料(liao)(liao)、結(jie)合(he)(he)劑(ji)、預混(hun)合(he)(he)細(xi)粉(fen)依次放入愛立許強(qiang)力攪拌機中(zhong)攪拌，混(hun)合(he)(he)時間控(kong)制(zhi)在５ｍｉｎ左(zuo)右；再(zai)將(jiang)(jiang)混(hun)好(hao)(hao) 的(de)(de) 料(liao)(liao) 在 ＴＹＥ－５００Ｂ 型(xing)手動壓(ya)(ya)力試驗(yan)機上在７０ＭＰａ壓(ya)(ya)力下壓(ya)(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng) ５０ｍｍ×５０ｍｍ 圓柱形和(he)２５ｍｍ×２５ｍｍ×１４０ｍｍ 長 條 形 試 樣，并將(jiang)(jiang)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)好(hao)(hao)的(de)(de)試樣置于１１０℃恒溫干(gan)(gan)燥箱(xiang)中(zhong)干(gan)(gan)燥２４ｈ；. 后 將(jiang)(jiang) 干(gan)(gan) 燥 好(hao)(hao) 的(de)(de) 試 樣 分(fen)(fen) 別 在 １３００、１４００、１５００、１６００ ℃溫 度(du) 下 煅(duan) 燒３ｈ后 進(jin) 行 各 項 檢 測。另外(wai)，單獨將(jiang)(jiang)基(ji)質部分(fen)(fen)提取出來壓(ya)(ya)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)２０ ｍｍ×２０ｍｍ 的(de)(de)試樣，并分(fen)(fen)別進(jin)行上述相(xiang)同條件的(de)(de)熱處理(li)，然后分(fen)(fen)析(xi)其(qi)物相(xiang)組成(cheng)(cheng)(cheng)和(he)顯(xian)微(wei)結(jie)構。 

表１ 試樣的配(pei)料組(zu)成(cheng)（ｗＢ／％）

１．２ 性能檢(jian)測

分別(bie) 按 ＧＢ／Ｔ５９８８—２００７、ＧＢ／２９９７—２０００、ＧＢ／Ｔ５０２７—２００８測 量 試 樣(yang) 的(de)(de) 加 熱 ** 線(xian) 變 化率、顯氣孔率、體積密度和常溫(wen)耐壓強(qiang)度；按 ＧＢ／Ｔ３００２—２００４采(cai)用三(san)點 彎 曲(qu) 法 測 定 在１６００ ℃溫(wen)度下煅(duan)燒３ｈ后(hou) 的(de)(de) 試 樣(yang) 在１４００ ℃下 保 溫(wen)０．５ｈ的(de)(de)熱態(tai)抗折(zhe)強(qiang)度；采(cai)用 Ｘ 射線(xian)衍射儀（ＰｈｉｌｉｐｓＸ’ＰｅｒｔＰｒｏ）分析試樣(yang)的(de)(de)物相組成，利 用 ＭＤＩＪａｄｅ６．０ 軟(ruan)件計算物相的(de)(de)晶格常數；采(cai)用掃描電鏡（ＰｈｉｌｉｐｓＸＬ－３０－ＴＭＰ）觀(guan)察試樣(yang)的(de)(de)顯微結構，并(bing)采(cai)用 ＰＨＤＥＭＸ能譜(pu)儀進行微區元素分析。 

２ 結果與(yu)討(tao)論

２．１ 添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對干式搗打料物相組成的影響(xiang)圖(tu)(tu)(tu)１為添 加(jia) 不 同(tong) 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３的試(shi)樣(yang)經 １６００℃保溫(wen)３ｈ后(hou)的 ＸＲＤ圖(tu)(tu)(tu)譜。從圖(tu)(tu)(tu)１中(zhong)可(ke)(ke)以看出，各試(shi)樣(yang)經１６００ ℃保溫(wen)３ｈ后(hou)主(zhu)晶(jing)相均為鎂鋁尖晶(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４），隨著(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 的引入，試(shi)樣(yang)中(zhong)開始生成 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ），且 ＹＡＧ 特征峰(feng)的強(qiang)度(du)隨著(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 含量(liang)增多而(er)逐漸(jian) 增 強(qiang) （見 圖(tu)(tu)(tu) １ 中(zhong) 放 大圖(tu)(tu)(tu)）。從圖(tu)(tu)(tu)１中(zhong)尖晶(jing)石.強(qiang)峰(feng)的放大圖(tu)(tu)(tu)可(ke)(ke)以看出，隨著(zhu)(zhu) Ｙ２Ｏ３ 添加(jia)量(liang)逐漸(jian)增大，尖晶(jing)石的衍(yan)射峰(feng) 朝著(zhu)(zhu)低 角 度(du) 的 方 向 偏 移，這是(shi)因(yin)為稀土氧化物Ｙ２Ｏ３ 具有較高的活性，在高溫(wen)下易固溶(rong)到尖晶(jing)石晶格內(nei)產生晶格應力

圖１添加不同含(han)量 Ｙ２Ｏ３的試樣(yang)在 １６００ ℃下保溫３ｈ后的 ＸＲＤ圖譜(pu)

圖２為(wei)添(tian)加１．０％Ｙ２Ｏ３ 的試(shi)樣在不同溫(wen) 度下(xia)保溫(wen)３ｈ后的 ＸＲＤ圖譜。從圖２中(zhong)可(ke)以看出，當溫(wen) 度 為(wei) １４００ ℃ 時(shi)，試(shi)樣中(zhong)有明顯的尖晶石、ＹＡｌＯ３（ＹＡＰ）的衍射(she)(she)(she)峰(feng)和(he)較(jiao)多 Ａｌ２Ｏ３ 的衍射(she)(she)(she)峰(feng)；當溫(wen)度為(wei)１５００℃時(shi)，ＹＡＰ被 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）取 代，但試(shi)樣中(zhong)仍能觀察到微弱的 Ａｌ２Ｏ３衍射(she)(she)(she)峰(feng)；當溫(wen)度進一步升高到１６００ ℃時(shi)，Ａｌ２Ｏ３ 衍射(she)(she)(she)峰(feng)消失，完全轉(zhuan)化(hua)為(wei) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和(he) ＹＡＧ 相(xiang)

表２為(wei)試(shi)樣經不同(tong)條件(jian)熱處理(li)后(hou)其尖晶(jing)石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２ （ＹＡＧ）的 晶(jing) 格(ge) 常(chang) 數(shu)(shu) 值(zhi)。從表 ２ 中(zhong) 可(ke) 以 看 出，試(shi) 樣 經 １６００ ℃ 煅(duan) 燒(shao) 后(hou)， ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的晶(jing)格(ge)常(chang)數(shu)(shu)隨著 Ｙ２Ｏ３ 的 引 入 量 增(zeng) 多(duo)而逐 漸 增(zeng) 大，而 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的晶(jing)格(ge)常(chang)數(shu)(shu)變(bian)化不明(ming)顯，這是因(yin)為(wei) Ｙ３＋ 在(zai)高溫下更(geng)易固(gu)溶到 ＭｇＡｌ２Ｏ４晶(jing)格(ge)中(zhong)取代Ａｌ３＋ 的位置，且Ｙ３＋ 的 半 徑 大 于Ａｌ３＋表２ 經不同(tong)條件(jian)熱處理(li) 后(hou) ＭｇＡｌ２Ｏ４ 和 Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２的 晶(jing) 格(ge)的半徑，導致其晶(jing)格(ge)參(can)數(shu)(shu)發(fa)生(sheng)改變(bian)。從表２中(zhong)還可(ke)以看出，對于 Ｙ２Ｏ３ 含(han)量為(wei)１．０％的試(shi)樣 Ｙ２，隨著煅(duan) 燒(shao) 溫 度 升 高，ＭｇＡｌ２Ｏ４ 的 晶(jing) 格(ge) 常(chang) 數(shu)(shu) 逐 漸 減小(xiao)，這是由于 ＭｇＡｌ２Ｏ４ 中(zhong) ＭｇＯ／Ａｌ２Ｏ３ 質量比變(bian)小(xiao)引起的［１３］。

２．２ 添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 對(dui)干式搗打料(liao)顯微結(jie)(jie)構的(de)影(ying)響圖(tu)３為添 加(jia) 不 同(tong) 含 量(liang) Ｙ２Ｏ３ 的(de) 試 樣(yang)(yang) 經 １６００℃煅燒(shao)３ｈ后(hou)的(de) ＳＥＭ 照(zhao)片和 ＥＤＳ圖(tu)譜。從圖(tu)３中(zhong)可(ke)以(yi)看(kan)出，未添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 的(de)試樣(yang)(yang)內僅存在(zai)尖(jian) 晶石(shi)顆粒(li)，且結(jie)(jie)構疏松，添加(jia) Ｙ２Ｏ３ 后(hou)，試 樣(yang)(yang) 的(de) 燒(shao) 結(jie)(jie)性能和致(zhi)密(mi)度(du)明顯改善，當 Ｙ２Ｏ３ 加(jia)入(ru)量(liang)為０．５％時(shi)，試樣(yang)(yang)中(zhong)除了尖(jian)晶石(shi)外，還可(ke)以(yi)觀察到(dao)亮(liang)白色(se)圓(yuan)顆粒(li)狀(zhuang)物 質(zhi)，分 布 在(zai) 灰 色(se) 尖(jian) 晶 石(shi) 晶 間，結(jie)(jie) 合(he) 圖(tu) ３ （ｆ）所示的(de) ＥＤＳ能 譜 可(ke) 知，亮(liang) 白 色(se) 圓(yuan) 顆 粒(li) 狀(zhuang) 物 質(zhi)為Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２（ＹＡＧ）。從圖(tu)３中(zhong)還可(ke)以(yi)看(kan)出，當Ｙ２Ｏ３加(jia)入(ru)量(liang)為１．０％時(shi)，試樣(yang)(yang)的(de)致(zhi)密(mi)度(du)進(jin)一步提高，尖(jian)晶石(shi)結(jie)(jie)構逐(zhu)漸(jian)發育(yu)良(liang)好，呈規則的(de)正八面(mian)體形貌；