Y2O3耐火材料的制备及其与Zr合金界面反应研究

摘要

通过在1650，1700，1750℃下烧结6h制备纯Y203坩埚，并利用Y2O3坩埚真空感应熔炼Zr-4合金。借助x射线衍射（XRD），扫描电子显微镜（SEM），能谱分析仪（EDS）等手段研究了不同烧结温度下制备的Y203坩埚致密度变化，分析了Y2O3耐火材料与锆合金间的界面反应，研究了两者界面反应机制。研究结果表明：1650℃下烧成的坩埚晶粒生长不完全，团聚现象严重，致密度约为87％；1700℃下烧成的坩埚晶粒生长完整，未发现明显的团聚，致密度约为95％；1750℃下烧成的坩埚晶粒生长更加完整，无团聚与二次结晶现象，致密度约为97％；选用1750℃下制备的坩埚熔炼锆合金，熔炼后的坩埚结构完整，界面处没有新相生成，并未见合金熔体渗入现象；熔炼实验后，坩埚与合金界面处有黑色区域生成，可能是由于Y2O3坩埚微结构的变化引起；合金中分布有大量无规则Y的氧化夹杂物；由于Y2O3耐火材料在高温熔体作用下剥落，一部分耐火材料被搅拌人合金熔体中成为夹杂，另一部分分解为Y2O3侵入合金熔体并重新结合生成稳定的Y2O3，过量的O以游离态存在于合金基体中。