第11期 程竹等：MgAION结合镁质、镁铝尖晶石质与刚玉质材料的组织与性能 ·1379· 蚀的性能，但是都各有缺点.比如，含Ca0质耐火材 Mg0、MgAION--MA和MgAION-AL,O3)中MgAION单 料易水化，镁铬质耐火材料中的氧化铬由于三价铬 相结合相的形成条件及其烧结性能. 离子在碱性、高氧分压及高温条件下易转化为六价 1实验 铬离子造成环境污染，以及含碳耐火材料由于会向 钢液增碳而不能用于精炼超低碳钢.MgAION为含 1.1试样制备 AN的固溶体，不易被氧化物熔渣润湿、侵蚀-)， 图1为MgAION固溶体在ALO,-AIN-Mg0系 不存在目前所用耐火材料的上述缺点，有可能用来 相图中的大致组成范围.由于MgAION固溶区的边 制取适合精炼用的MgAION结合的耐火材料. 界未准确确定，所以在图1(b)中选靠近MgAION固 基于此考虑，本文主要探讨MgAION结合的镁质、镁 溶区域中央的点C1作为本实验中MgAION的组成 铝尖晶石质及刚玉质材料（依次记为MgAlON- 点，其组成如表1所示 Mgo Mgo 1400℃ 1750℃ MgAlON+Mgo Mgo MgAION MgAlON MgAION MgAlON+AIN + +日 ALO, MgAlON ALO,+AIN MgAlON+AIN +++++件 SALO. AIN+ALO, AIN AION A10, 图1A山，0，-AIN-Mg0系相图回.(a)1400℃：(b)1750℃ Fig.1 Ternary phase diagrams of the AlO-AIN-Mgo system:(a)1400C:(b)1750C 表1图1(b)中C1点对应MgAION的组成 实验所用原料如表2所示，按照表3、表4的配 Table 1 Composition of MgAlON corresponding to Point Cl in Fig.1(b) 比分别配制合成MgAION用的混合细粉C1及制备 成分 摩尔分数/% 质量分数/% MgAION结合试样的C1-Mg0、C1-MA和C1-AL,03 Al203 55.0 75.41 AIN 22.5 12.40 泥料 Mgo 22.5 12.19 表2原料的化学成分和粒度 Table 2 Chemical composition and grain size of raw materials 化学成分（质量分数）/% 原料 粒度/mm Mgo Ca0 Si02 Fe203 A1203 电熔镁砂细粉 97.88 0.74 0.64 0.44 0.18 ≤0.048 缎烧a-A203微粉 一 一 0.19 0.04 99.41 <0.005 金属铝粉 一 一 一 一 一 99.20 ≤0.048 电熔镁砂颗粒 98.33 0.51 0.60 0.42 0.06 2.5-0.088 电熔镁铝尖品石 33.67 1.01 0.97 0.46 62.00 2.5-0.088 电熔致密刚玉 一 0.56 99.02 2.5~0.088 注：电熔镁铝尖晶石为富镁的镁铝尖品石 表3合成MgAION单相或结合相的配比（质量分数） Table 3 Composition of the mixture to form MgAlON monophase or bonding phase 编号 燬烧aα-氧化铝微粉(A山20) 金属铝粉(A) 电熔镁砂细粉(MgO) CI 78.74 8.53 12.73第 11 期 程 竹等: MgAlON 结合镁质、镁铝尖晶石质与刚玉质材料的组织与性能 蚀的性能，但是都各有缺点． 比如，含 CaO 质耐火材 料易水化，镁铬质耐火材料中的氧化铬由于三价铬 离子在碱性、高氧分压及高温条件下易转化为六价 铬离子造成环境污染，以及含碳耐火材料由于会向 钢液增碳而不能用于精炼超低碳钢． MgAlON 为含 AlN 的固溶体，不易被氧化物熔渣润湿、侵蚀［1--3］， 不存在目前所用耐火材料的上述缺点，有可能用来 制取适合精炼用的 MgAlON 结合的耐火材料［4--5］． 基于此考虑，本文主要探讨 MgAlON 结合的镁质、镁 铝尖晶 石 质 及 刚 玉 质 材 料 ( 依 次 记 为 MgAlON-- MgO、MgAlON--MA和MgAlON--Al2O3 ) 中 MgAlON 单 相结合相的形成条件及其烧结性能． 1 实验 1. 1 试样制备 图 1 为 MgAlON 固溶体在 Al2O3--AlN--MgO 系 相图中的大致组成范围． 由于 MgAlON 固溶区的边 界未准确确定，所以在图 1( b) 中选靠近 MgAlON 固 溶区域中央的点 C1 作为本实验中 MgAlON 的组成 点，其组成如表 1 所示． 图 1 Al2O3 --AlN--MgO 系相图［6］. ( a) 1 400 ℃ ; ( b) 1 750 ℃ Fig． 1 Ternary phase diagrams of the Al2O3 -AlN-MgO system［6］: ( a) 1 400 ℃ ; ( b) 1 750 ℃ 表 1 图 1( b) 中 C1 点对应 MgAlON 的组成 Table 1 Composition of MgAlON corresponding to Point C1 in Fig． 1( b) 成分 摩尔分数/% 质量分数/% Al2O3 55. 0 75. 41 AlN 22. 5 12. 40 MgO 22. 5 12. 19 实验所用原料如表 2 所示，按照表 3、表 4 的配 比分别配制合成 MgAlON 用的混合细粉 C1 及制备 MgAlON 结合试样的 C1--MgO、C1--MA 和 C1--Al2O3 泥料． 表 2 原料的化学成分和粒度 Table 2 Chemical composition and grain size of raw materials 原料 化学成分( 质量分数) /% MgO CaO SiO2 Fe2O3 Al2O3 Al 粒度/mm 电熔镁砂细粉 97. 88 0. 74 0. 64 0. 44 0. 18 — ≤0. 048 煅烧 α--Al2O3 微粉 — — 0. 19 0. 04 99. 41 — ＜ 0. 005 金属铝粉 — — — — — 99. 20 ≤0. 048 电熔镁砂颗粒 98. 33 0. 51 0. 60 0. 42 0. 06 — 2. 5 ～ 0. 088 电熔镁铝尖晶石 33. 67 1. 01 0. 97 0. 46 62. 00 — 2. 5 ～ 0. 088 电熔致密刚玉 — — 0. 56 — 99. 02 — 2. 5 ～ 0. 088 注: 电熔镁铝尖晶石为富镁的镁铝尖晶石． 表 3 合成 MgAlON 单相或结合相的配比( 质量分数) Table 3 Composition of the mixture to form MgAlON monophase or bonding phase % 编号 煅烧 α--氧化铝微粉( Al2O3 ) 金属铝粉( Al) 电熔镁砂细粉( MgO) C1 78. 74 8. 53 12. 73 ·1379·