Y掺杂BaZrO3的稳定性及抗钛熔体的侵蚀性

摘要

使用传统固相合成的Y2O3掺杂与未掺杂的BaZrO3粉料,运用冷等静压和固相烧结技术,制备BaZrO3和Y掺杂的BaZrO3坩埚,并用其熔炼富钛合金(Ti2Ni,含钛量63％,质量分数).研究Y2O3掺杂对BaZrO3坩埚侵蚀层及组织形貌的变化,合金熔体受耐火材料元素污染量的变化以及Y2O3掺杂BaZrO3坩埚抵抗钛熔体的侵蚀性.结果表明:1500℃时,Ti2Ni熔体对掺杂Y2O3的BaZrO3坩埚侵蚀层厚(1700μm),小于未掺杂的BaZrO3侵蚀层厚度(2000μm);Y掺杂BaZrO3坩埚内壁晶粒相对完整,仅部分晶界受熔体侵蚀而模糊,未掺杂的BaZrO3坩埚晶粒受钛熔体侵蚀及冲刷,出现层片状组织,且内壁结构疏松;随着保温时间从5 min增至15 min时,Y掺杂BaZrO3坩埚熔炼后Ti2Ni合金中的O和Zr元素均达到平衡;而未掺杂的BaZrO3熔炼后Ti2Ni中O和Zr含量随保温时间增加而增加.热力学计算也支持上述结论,说明耐火材料在Ti2Ni熔体中的溶解的进行表明促进BaZrO3坩埚?合金界面反应,Y2O3掺杂能改善BaZrO3稳定性,增强抗钛熔体的侵蚀性,降低其在钛合金中的溶解.