掺CeO_2的MgO-CaO材料缺陷形成及扩散动力学研究

摘要

以分析纯Mg（OH）2和Ca（OH）2为起始原料，CeO2为掺杂剂，经行星球磨机混合后压制成圆柱形试样，在1650℃温度条件下保温3h烧成，制备了MgO-CaO材料。采用X-射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜和高温电导率测试仪对试样进行了分析表征。研究结果表明：少量CeO2的掺入（0．5wt％～0．75wt％）即可有效促进材料的烧结致密化。在烧结致密化过程中，随着晶界的迁移及气孔排除，方镁石与方钙石晶粒不断长大，且方镁石晶粒长大更为明显，形成以方镁石为基体，方钙石晶粒被方镁石包裹的空间结构，但MgO由于本征缺陷产生的0^2-空位在晶界迁移过程中的聚集和融合，在方镁石晶粒内形成了难以排除的气孔。CeO2促进材料烧结的本质在于CeO2可与CaO发生有限置换固溶反应，降低Ca^2＋空位的扩散激活能，有利于ca^2＋空位的扩散。