氧化钇对刚玉—莫来石陶瓷的显微结构和性能影响

邱和林++梁章发++方仁德++杨华亮

摘 要：本文以粘土、氧化鋁粉及刚玉砂和硅酸锆细粉等原料为基础配方，以羧甲基纤维素钠（CMC - Na）为添加剂，引入氧化钇，考察氧化钇对复合材料的性能影响。设计了五组试验进行对比研究，氧化钇的含量依次为0、0.05%、0.1%、0.5%、1%，试验结果表明：经1660℃烧成，吸水率先降低后增大，最后降低，体积密度先增大后降低，最后增大并趋于稳定，氧化钇的含量为0.5%时，达到较佳性能，体积密度为2.83 g/cm3，此时从烧结体的扫描电镜可以看出，莫来石晶体发育较好，呈针状交错分布，并交织成网状，强度最佳。

关健词：针状莫来石；氧化钇

1 引言

莫来石 - 刚玉质复相陶瓷因同时具有莫来石相熔点高、热膨胀系数低、抗蠕变、抗热震和刚玉相弹性高、耐磨、耐腐蚀、抗氧化及高温蠕变速率低等特点，使得其性能优越于纯刚玉陶瓷和纯莫来石陶瓷；一般刚玉莫来石质陶瓷的强度受其组成影响较大，但受其结构影响性能的较少，本文研究外加剂对晶体生长和形貌的影响，最终影响其高温力学性能。

2 试 验

2.1 刚玉莫来石陶瓷的制备

根据原料及组成点的化学组成进行配方计算，按照下列工艺过程制备试样：原料 → 配料 → 湿法球磨 → 干燥、造粒 → 成型 → 干燥 → 烧成，细磨料全部过200目筛，加入一定量的添加剂，采用半干压法压制成型，成型压力为30 MPa，成型添加剂分别为2.5%的CMC - Na，在试验中分别添加0.05%、0.5%和1%的氧化钇（试样编号分别为1#、2#、3#），并用空白样进行对比（试样编号为0#），试样尺寸（mm）为： 50 × 10 × 5。坯体干燥后，将各试样在硅钼棒炉中于1660℃保温6 h 烧成，停止加热后随炉温自然冷却。……