·1384· 北京科技大学学报 第33卷 20m 图9C1-MA试样在不同温度下保温5h后的显微结构.(a)1650℃；(b)1700℃ Fig.9 Microstructures of Cl-MA samples fired at different temperatures for 5h:(a)1650C:(b)1700C 表9C1一A山203试样在不同温度下保温5h的性能变化 Table9 Changes in properties of ClO samples fired at different temperatures for 5h C1-Al203 相对体积/% 相对质量/% 显气孔率/% 体积密度/(g*cm3) 耐压强度/MPa 烘干试样 100.00 100.00 3.26 1450℃，5h 102.42 99.36 16.0 3.17 115 1550℃，5h 100.85 99.08 15.1 3.21 159 1650℃，5h 100.39 98.84 15.1 3.21 122 注：C1-A山20，试样烧后相对质量的理论值为100.02%. 100m: 100m”w 图10C1-AL203试样在不同温度下保温5h后的显微结构.(a)1650℃：(b)1700℃ Fig.10 Microstructures of C1-Al,0,samples fired at1650℃and1700℃for5h:(a)1650℃：(b)1700℃ 体积都膨胀.在烧成过程中形成过渡相MgA山，O,是 从表7和图8(a)可见，C1-Mg0试样在烧成过 引起MgAION结合材料体积膨胀的主要原因o.若 程中体积大幅膨胀，质量明显减少，烧后试样的气孔 有来自颗粒的Mg0参加富铝的基质部分形成 率高，密度低，镁砂颗粒与基质结合松散，试样强度 MgA山，O,的膨胀反应，将会加大试样的膨胀量.三种 低.由表9和图10(a)可见，C1-Al,0,试样在烧成 试样随着保温温度提高，在1450℃体积膨胀达到最 过程中体积膨胀小，氧化物挥发量少，形成了气孔率 大点后，由于形成MgA山，0，的反应逐渐完成，高温烧 较低、密度较高、刚玉颗粒与基质结合紧密以及强度 结又使得体积不同程度减小.三种试样烧后实测的 较高的MgAION-AL,O3材料.由表8和图9(a)可 相对质量低于其理论相对质量，这是由氧化物，主要 见，C1-MA试样在烧成过程中的体积膨胀量、氧化 是Mg0的挥发引起的.Mg0为高挥发性氧化物，其 物挥发量以及烧后试样的气孔率、密度、颗粒与基质 蒸气压比A山，0的高两个数量级以上m.在低氧分 的结合状况（镁铝尖晶石颗粒与基质之间部分位置 压的高纯氮气中及高温下，Mg0更易挥发.随着温 结合紧密.)、强度都介于C1-Mg0和C1-AL,0 度升高，三种试样的质量持续减小，即氧化物挥发量 之间 持续增大 虽然C1-Mg0、C1-MA和C1一AL,03中用以形北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 图 9 C1--MA 试样在不同温度下保温 5 h 后的显微结构 . ( a) 1 650 ℃ ; ( b) 1 700 ℃ Fig． 9 Microstructures of C1-MA samples fired at different temperatures for 5 h: ( a) 1 650 ℃ ; ( b) 1 700 ℃ 表 9 C1--Al2O3 试样在不同温度下保温 5 h 的性能变化 Table 9 Changes in properties of C1-Al2O3 samples fired at different temperatures for 5 h C1--Al2O3 相对体积/% 相对质量/% 显气孔率/% 体积密度/( g·cm － 3 ) 耐压强度/MPa 烘干试样 100. 00 100. 00 — 3. 26 — 1 450 ℃，5 h 102. 42 99. 36 16. 0 3. 17 115 1 550 ℃，5 h 100. 85 99. 08 15. 1 3. 21 159 1 650 ℃，5 h 100. 39 98. 84 15. 1 3. 21 122 注: C1--Al2O3 试样烧后相对质量的理论值为 100. 02% ． 图 10 C1--Al2O3 试样在不同温度下保温 5 h 后的显微结构 . ( a) 1 650 ℃ ; ( b) 1 700 ℃ Fig． 10 Microstructures of C1-Al2O3 samples fired at 1 650 ℃ and 1 700 ℃ for 5 h: ( a) 1 650 ℃ ; ( b) 1 700 ℃ 体积都膨胀． 在烧成过程中形成过渡相 MgAl2O4是 引起 MgAlON 结合材料体积膨胀的主要原因［10］． 若 有来自 颗 粒 的 MgO 参加富铝的基质部分形成 MgAl2O4的膨胀反应，将会加大试样的膨胀量． 三种 试样随着保温温度提高，在 1 450 ℃体积膨胀达到最 大点后，由于形成 MgAl2O4的反应逐渐完成，高温烧 结又使得体积不同程度减小． 三种试样烧后实测的 相对质量低于其理论相对质量，这是由氧化物，主要 是 MgO 的挥发引起的． MgO 为高挥发性氧化物，其 蒸气压比 Al2O3 的高两个数量级以上［11］． 在低氧分 压的高纯氮气中及高温下，MgO 更易挥发． 随着温 度升高，三种试样的质量持续减小，即氧化物挥发量 持续增大． 从表 7 和图 8( a) 可见，C1--MgO 试样在烧成过 程中体积大幅膨胀，质量明显减少，烧后试样的气孔 率高，密度低，镁砂颗粒与基质结合松散，试样强度 低． 由表 9 和图 10( a) 可见，C1--Al2O3 试样在烧成 过程中体积膨胀小，氧化物挥发量少，形成了气孔率 较低、密度较高、刚玉颗粒与基质结合紧密以及强度 较高的 MgAlON--Al2O3 材料． 由表 8 和图 9( a) 可 见，C1--MA 试样在烧成过程中的体积膨胀量、氧化 物挥发量以及烧后试样的气孔率、密度、颗粒与基质 的结合状况( 镁铝尖晶石颗粒与基质之间部分位置 结合紧 密． ) 、强 度 都 介 于 C1--MgO 和 C1--Al2O3 之间． 虽然 C1--MgO、C1--MA 和 C1--Al2O3 中用以形 ·1384·