铬酸钙镧基复合氧化物的烧结性能的研究.pdfVIP

第23卷 专辑 中 国 稀 土 学 报 2005年12月 V01．23 OFTHE Spec．Issue JOURNALCHINESERAREEARTHSOCIETY Dec．2005 铬酸钙镧基复合氧化物的烧结性能研究 朱新德1，李胜利”，刘伟明1，刘永杰2，杨国平1，李德辉3 (1．山东大学材料科学与工程学院，山东济南250061；2．济南大学材料科学与工程学院，山东济南 250022；3．包头稀土研究院，内蒙古包头014010) 结，用以研究掺钙铬酸镧与其他氧化物的复合烧结行为。用XRD及SEM等研究了烧结体的组织及相变，同时也测量了烧结体的体积密度、 显气孔率和常温抗压强度。比较两种烧结温度添加同种氧化物试样发现在1700℃下烧结后显气孔率和体积密度均较小，抗压强度较高。添 加CaO的试样组织均匀，主要相为La，…Ca 没有发生化学反应，烧结体中主要为二者的机械混合物。添加A1203和Si02的试样出现了液相烧结现象。 关键词：掺钙铬酸镧；耐火材料；烧结；稀土 中图分类号：TB326文献标识码：A 文章编号：1000—4343(2005)一0136—05 铬酸镧材料一直被作为高温发热体、固体氧 比较添加氧化物后材料组织和性能的变化规律， 化物燃料电池(SOFC)和高温等离子喷涂材料等来获得铬酸钙镧耐火性能改进的有效途径。 研究、应用，创造出了良好的效益。大量研究表 1 试验方法 明，铬酸镧具有较高的耐火度(熔点为2490℃)、 体积密度大、热膨胀系数小等优点，在空气或富氧 用固相法合成了平均粒度分别为2．6，3．05 状态下，无论在低温还是高温都不与空气发生作 用，化学性质稳定。常温及高温下，HCI，H：SO。，酸镧粉料中分别加入氧化锆细粉(ZrO：)、消石灰 HNO，，NaOH，KOH，Na：C03溶液对铬酸镧均不侵 蚀，仅熔融的NaOH，KOH，Na：CO，对铬酸镧有侵97％)、二氧化硅微粉(SiO：≥94％)以及氧化铝微 蚀作用。可以看出，铬酸镧材料具有优良的耐火材 粉(A1：O。≥99％)，并按不同的摩尔比(见表1)混合 mm×11mm的 料潜质。纯铬酸镧高温下有少量的铬离子挥发，这 均匀，加入粘结剂，模压成垂10．1 不仅影响样品烧制，而且对环境有负面影响，加入 圆柱状试样后，分别在1650和1700℃下高温烧 少量钙既能促进烧结，又能抑制铬挥发，易于获得 结。然后测量烧结体的体积密度、显气孔率和常温 高致密的产品。掺入一定比例形状不规则的大晶 抗压强度，试验数据见表1。利用XRD，SEM等手 粒可以提高抗热震性【l。]。通过掺杂或与其他材料 段对显微结构进行观察分析，比较添加不同氧化 复合铬酸镧又望发展成一种高品质耐火材料，如 物对铬酸镧材料组织、性能的影响。 果此类材料用于钢铁冶金，即使在高温使用过程 2 结果与讨论 中存在少量的元素挥发和材料损耗，不但不会降 低钢的性能，反而会提高钢材质量，这是因为稀土 2．1烧结性能 及铬元素对钢铁材质改善有促进作用。 比较表1中不同温度烧结后各试样的数据可 本文将在铬酸钙镧中按不同比例分别添加五 以得出，1700oC烧成的试样与1650℃相比显气孔 种氧化物耐火材料，得到一系列复合氧化物。通过 率较低，体积密度较小，抗压强度较高。试样在压 收稿日期：2005—08—19；修订日期：2005—09—06 基金项目：国家自然科学基金和山东省中青年科学家基金(02BS061)资助项目 作者简介：朱新德(1982一)，男，山东曲阜人，硕士研究生；研究方向：稀土功能材料 *通讯联系人(E-mail：lishengli@