权利要求
1.一种
稀土铝质陶瓷材料制备方法，其特征在于，所述方法的工艺路线为：依次顺序进行原料预处理、一次球磨混合、一次高温焙烧合成前驱体、二次球磨与引入粘结剂造粒、阶梯加压成型与预处理、二次高温焙烧致密化;
所述原料包括
稀土氧化物粉末和
氧化铝粉末，稀土氧化物粉末和氧化铝粉末的摩尔比为1:1，稀土氧化物粉末为La2O3粉末、Ce2O3粉末、Y2O3粉末中任意一种。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：将稀土氧化物粉体原料和氧化铝粉体原料分别在保护气氛中进行预处理，然后按比例称取粉体原料进行配比;
步骤S2：将步骤S1配比好的粉体原料进行第一次湿磨，湿磨后将浆料干燥;
步骤S3：将步骤S2所得粉体在保护气氛中进行第一次焙烧，制备得到前驱体;
步骤S4：将步骤S3所得前驱体进行第二次湿磨，湿磨后将浆料干燥，随后加入粘结剂进行混料，混合后干燥、过筛，获得造粒粉体;
步骤S5：将步骤S4所得造粒粉体压制成生坯，生坯经固化或干燥预处理后备用;
步骤S6：将步骤S5预处理后的生坯在保护气氛中进行第二次焙烧，得到稀土铝质陶瓷材料。
3. 根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述预处理为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，800~1000℃烧结2 ~6h。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S4中，所述第一次湿磨和所述第二次湿磨的条件均为：以无水乙醇为介质，液固比为2:1~5:1，球料比为2:1~10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为400~700rpm，球磨时间为4~12h。
5.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S2和所述步骤S4中，所述干燥的条件均为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50~120℃，干燥时间为2~8h。
6.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述第一次焙烧制度为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，以1~10℃/min的升温速率从室温升至1000℃，再以1~5℃/min的升温速率升温至1100~1600℃并保温2~6h，保温结束后随炉降温至室温。
7.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液或酚醛树脂粉末;
所述聚乙烯醇水溶液的浓度为5~10wt.%，配制过程为：将聚乙烯醇粉末分散于去离子水中并加热至50~100℃搅拌至透明，冷却后加入占溶液体积25~40%的无水乙醇，静置消泡;
所述酚醛树脂粉末为过180目的筛下料，所述酚醛树脂粉末添加量为所述前驱体质量的2~10wt.%，所述酚醛树脂粉末的引入方式为干磨，球料比为2:1~10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为400~700rpm，球磨时间为1~6h。
8.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述压制工艺为：采用阶梯加压，0MPa施压至50~100MPa保压1~3min，随后施压至120~180MPa保压2~4min，缓慢泄压约30~50s脱模，得到生坯。
9.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述固化或干燥预处理在自然气氛下进行;
当所述粘结剂为聚乙烯醇水溶液时，所述干燥预处理制度为：在80~120℃下保温2~6h;
当所述粘结剂为酚醛树脂粉末时，所述固化预处理制度为：在80~120℃保温1~2h，升温至120~160℃保温1~2h，再升温至160~200℃保温1~4h。
10.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述步骤S6中，所述第二次焙烧制度为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，以1~3℃/min的升温速率从室温升至700℃，随后以5~10℃/min的升温速率升温至1000℃，再以1~5℃/min的升温速率升温至1500~1700℃的目标温度并保温2~6h，保温结束后随炉降温至室温。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于耐火材料技术领域，特别涉及一种稀土铝质陶瓷材料制备方法。
背景技术
[0002]稀土元素(RE)作为“工业维生素”，在钢中主要起到净化钢液、夹杂物变性和微合金化三个核心作用，在提升钢材深冲性能、耐腐蚀性及耐磨性方面具有不可替代的作用。然而，我国高品质稀土钢的年产量占比较低，核心原因在于稀土元素活泼性强，在钢中存留比例极低，导致工业化生产周期不稳定。
[0003]具体而言，在稀土钢的LF精炼、RH真空处理及连铸过程中，钢液长时间接触耐火材料。由于稀土元素(如La、Ce)的电极电位极低，还原性远强于Fe甚至Al、Si，溶解态稀土极易与传统氧化物耐火材料(如Al2O3、MgO、SiO2等)发生剧烈的界面氧化还原反应。这不仅导致稀土收得率波动大，还会导致钢液二次污染及连铸水口结瘤等“卡脖子”技术难题。具体如，传统刚玉质耐材在稀土钢冶炼中，极易被钢液中的La还原，反应生成的[Al]进入钢液造成增铝问题，同时剥落的高熔点反应产物易造成连铸水口堵塞甚至停浇。镁质耐材则会被还原生成镁蒸气，破坏耐材致密度的同时在钢锭凝固过程中形成气孔缺陷。为此，研发与稀土钢液不发生化学反应，具有化学平衡特性的新型耐火材料具有重要意义。
[0004]现有研究表明，LaAlO3属于典型的
钙钛矿结构，当含镧钢液与其接触时，处于热力学平衡态，不发生氧化还原反应，从热力学上避免了钢液污染，从而能大幅提高稀土收得率。然而，LaAlO3等稀土铝质陶瓷材料极难烧结致密化，传统的一步固相混合烧结法不仅难以获得高相纯度，且粉体堆积致密度极低，导致产品的常温与高温力学强度无法满足苛刻的冶金冲刷环境。
发明内容
[0005]鉴于以上分析，针对现有技术的不足，本发明提供了一种稀土铝质陶瓷材料制备方法，以解决现有的一步固相混合烧结法难以获得高致密度的钙钛矿结构稀土铝质陶瓷材料，导致产品的常温与高温力学强度无法满足苛刻的冶金冲刷环境的技术问题。
[0006]本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种稀土铝质陶瓷材料制备方法，工艺路线为：依次顺序进行原料预处理、一次球磨混合、一次高温焙烧合成前驱体、二次球磨与引入粘结剂造粒、阶梯加压成型与预处理、二次高温焙烧致密化;
原料包括稀土氧化物粉末和氧化铝粉末，稀土氧化物粉末和氧化铝粉末的摩尔比为1:1，稀土氧化物粉末为La2O3粉末、Ce2O3粉末、Y2O3粉末中任意一种。
[0007]进一步的，方法包括如下步骤：
步骤S1：将稀土氧化物粉体原料和氧化铝粉体原料分别在保护气氛中进行预处理，然后按比例称取粉体原料进行配比;
步骤S2：将步骤S1配比好的粉体原料进行第一次湿磨，湿磨后将浆料干燥;
步骤S3：将步骤S2所得粉体在保护气氛中进行第一次焙烧，制备得到前驱体;
步骤S4：将步骤S3所得前驱体进行第二次湿磨，湿磨后将浆料干燥，随后加入粘结剂进行混料，混合后干燥、过筛，获得造粒粉体;
步骤S5：将步骤S4所得造粒粉体压制成生坯，生坯经固化或干燥预处理后备用;
步骤S6：将步骤S5预处理后的生坯在保护气氛中进行第二次焙烧，得到稀土铝质陶瓷材料。
[0008]进一步的，步骤S1中，预处理为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，800~1000℃烧结2 ~6h。
[0009]进一步的，步骤S2和步骤S4中，第一次湿磨和第二次湿磨的条件均为：以无水乙醇为介质，液固比为2:1~5:1，球料比为2:1~10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为400~700rpm，球磨时间为4~12h。
[0010]进一步的，步骤S2和步骤S4中，干燥的条件均为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50~120℃，干燥时间为2~8h。
[0011]进一步的，步骤S3中，第一次焙烧制度为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，以1~10℃/min的升温速率从室温升至1000℃，再以1~5℃/min的升温速率升温至1100~1600℃并保温2~6h，保温结束后随炉降温至室温。
[0012]进一步的，步骤S4中，粘结剂为聚乙烯醇水溶液或酚醛树脂粉末;
聚乙烯醇水溶液的浓度为5~10wt.%，配制过程为：将聚乙烯醇粉末分散于去离子水中并加热至50~100℃搅拌至透明，冷却后加入占溶液体积25~40%的无水乙醇，静置消泡;
酚醛树脂粉末为过180目的筛下料，酚醛树脂粉末添加量为前驱体质量的2~10wt.%，酚醛树脂粉末的引入方式为干磨，球料比为2:1~10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为400~700rpm，球磨时间为1~6h。
[0013]进一步的，步骤S5中，压制工艺为：采用阶梯加压，0MPa施压至50~100MPa保压1~3min，随后施压至120~180MPa保压2~4min，缓慢泄压约30~50s脱模，得到生坯。
[0014]进一步的，步骤S5中，固化或干燥预处理在自然气氛下进行;
当粘结剂为聚乙烯醇水溶液时，干燥预处理制度为：在80~120℃下保温2~6h;
当粘结剂为酚醛树脂粉末时，固化预处理制度为：在80~120℃保温1~2h，升温至120~160℃保温1~2h，再升温至160~200℃保温1~4h。
[0015]进一步的，步骤S6中，第二次焙烧制度为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，以1~3℃/min的升温速率从室温升至700℃，随后以5~10℃/min的升温速率升温至1000℃，再以1~5℃/min的升温速率升温至1500~1700℃的目标温度并保温2~6h，保温结束后随炉降温至室温。
[0016]与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：
(1)本发明方法在原料配比前，对稀土氧化物粉末和氧化铝粉末进行预焙烧，且保证它们摩尔配比的准确，从而在源头上保障合成相的纯度，而且还可以促使氧化铝进一步向最稳定的晶相转化，并且能有效清洁两种粉体颗粒的表面，消除表面吸附的物理杂质。
[0017](2)本发明方法采用分段升温与保温的第一次焙烧制度，在室温至1000℃的初温区以1~10℃/min平稳升温，确保了粉体体系内部热量传递均匀，并排除残余吸附物以避免局部非均匀结块;随后在1000℃至1100~1600℃的主要反应温度区间内以1~5℃/min缓慢升温，为稀土离子与铝离子的固相界面扩散提供了平稳驱动力，确保稀土铝酸盐相的完整形核与均匀长大;在高温下保温2~6h是为了促使固相反应深度彻底进行，将稀土氧化物与氧化铝完全转化为稳定的相结构，实现了高相纯度前驱体粉体的原位固相合成。
[0018](3)本发明方法通过第二次湿磨破坏了高温焙烧合成前驱体过程中形成的硬团聚，将前驱体重新粉碎，同时通过球磨机械能增加粉体的比表面积与表面能，重新激活粉体，为后续的二次高温致密化烧结提供充足的固相传质驱动力。
[0019](4)本发明方法通过引入粘结剂对粉末进行造粒，不仅能极大地改善粉体的流动性与排气性能，防止高压成型时生坯内部出现“架桥”大孔和层裂缺陷，更能使成型后的生坯具有较高的常温机械强度。
[0020](5)本发明方法将无水乙醇作为湿磨介质，能够完美隔绝水分，从根本上保护了反应体系的化学纯度和相稳定性。并且在转速400rpm以上的球磨过程中，研磨球与罐体、物料之间的高频撞击会产生大量的摩擦热。无水乙醇具有良好的比热容和流动性，能够作为优异的“冷却液”带走局部热量，防止粉体因局部高温而发生粉末团聚或“冷焊”在
氧化锆球磨罐内壁上，显著提高了粉碎和混合的效率。
[0021](6)本发明方法在生坯压制阶段采用“预压-主压-慢泄压”的阶梯加压成型工艺获得高致密生坯。首先，在50~100MPa的预压阶段并保压1~3min，能够促使造粒粉体发生初步的颗粒重排与软团聚体的破碎，同时给粉体内部包裹的大量空气充足的逸出通道与时间，可以避免突然高压导致的排气不良而引发的闭口气孔与生坯分层缺陷;随后，施加120~180MPa的高压进行主压并保压2~4min，利用极强的机械应力使得粉体紧密镶嵌，最大程度地消除生坯内的孔隙，使生坯具有较高的初始堆积密度;最后，采用约30~50s的缓慢泄压脱模，目的是使得生坯内部积累的巨大弹性应变能得到平稳、均匀的弛豫释放，避免内应力导致的横向层裂、微裂纹与掉角现象。
[0022](7)本发明方法针对两种粘结剂采用截然不同的预处理制度，PVA水溶液体系的干燥是一个纯物理脱水与溶剂挥发的过程，高分子长链只需在80~120℃下保温2~6h，即可依靠物理缠结将粉体颗粒紧密结合，若盲目升温反而易导致聚合物受热降解破坏骨架。而酚醛树脂作为热固性高分子，其固化是不可逆的化学缩聚过程，必须采用阶梯式加热制度;这种阶梯控温目的是让酚醛树脂依次完成软化包覆、交联排气和三维组网，如果直接急升至160~200℃，剧烈的缩聚反应会瞬间产生大量水蒸气等副产物，内部骤增的蒸汽压会直接撑破生坯的高致密骨架导致“炸坯”现象，因此必须分段排气以锁死材料的高强度网络。
[0023](8)本发明方法第二次焙烧采用“慢-快-慢”的三段式升温制度，是为稀土铝质生坯量身定制的热力学与动力学条件。在室温至700℃的初温区，采用1~3℃/min的极慢升温，是为了让致密骨架内部的有机粘结剂能够平稳热解脱气，避免瞬间产生大量气体导致内压骤增而“炸坯”或产生微裂纹;当越过700℃排气危险期后，材料在700~1000℃之间尚未达到固相扩散的激活能，因此采用5~10℃/min的较快升温来迅速跨越这一结构稳定区;进入1000℃以上的核心致密化区间后，由于稀土钙钛矿属极难烧结相，必须再次降速至1~5 ℃/min缓慢升至1500~1700℃的目标温度，以防止砖体表面过快收缩形成“致密壳”而封死内部气孔的排出通道，确保热量均匀传递与固相传质稳步进行，最终获得高致密稀土铝质陶瓷材料。
[0024](9)本发明方法第一次湿磨和第二次湿磨后的粉末粒度均为显著的双峰结构，有利于后续焙烧致密度的提高。
[0025](10)通过本发明的制备工艺制备得到的稀土铝质陶瓷材料，真气孔率极低、致密度在90%之上，产品的常温与高温力学强度能够满足苛刻的冶金冲刷环境。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
[0027]图1为实施例1前驱体粉末的XRD物相图;
图2为实施例1经过步骤S2后粉末的粒度分布图;
图3为实施例1经过步骤S4第二次湿磨并干燥后粉末的粒度分布图。
具体实施方式
[0028]以下结合具体实施例对一种稀土铝质陶瓷材料制备方法做进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。
[0029]本发明提供了一种稀土铝质陶瓷材料制备方法，生产工艺路线是：原料预处理→一次球磨混合→一次高温焙烧合成前驱体→二次球磨与引入特定粘结剂造粒→阶梯加压成型与预处理→二次高温焙烧致密化。
[0030]具体的，包括如下步骤：
步骤S1：将稀土氧化物粉体原料和氧化铝粉体原料分别在保护气氛中进行预处理，然后按比例称取粉体原料进行配比;
步骤S2：将步骤S1配比好的粉体原料进行第一次湿磨，湿磨后将浆料干燥;
步骤S3：将步骤S2所得粉体在保护气氛中进行第一次焙烧，制备具备高相纯度的前驱体;
步骤S4：将步骤S3所得前驱体进行第二次湿磨，湿磨后将浆料干燥，随后加入粘结剂进行混料，混合后干燥、过筛，获得造粒粉体;
步骤S5：将步骤S4所得造粒粉体压制成生坯，生坯经固化或干燥预处理后备用;
步骤S6：将步骤S5预处理后的生坯在保护气氛中进行第二次焙烧，得到稀土铝质陶瓷材料。
[0031]具体的，在步骤S1中，粉体原料包括稀土氧化物粉末和氧化铝粉末，稀土氧化物粉末和氧化铝粉末的纯度均在99%以上。其中，稀土氧化物粉末的粒度≤30μm，稀土氧化物粉末为La2O3粉末、Ce2O3粉末、Y2O3粉末中任意一种;氧化铝粉末的粒度≤10μm。预处理为在氩气流量100~200ml/min的氛围中，800~1000℃烧结2~6h，如氩气流量为120ml/min、150ml/min、180ml/min等，烧结温度为900℃等，烧结时长为3h、4h、5h等;然后按照1:1的摩尔比称取稀土氧化物粉末和氧化铝粉末进行配比。
[0032]需要说明的是，稀土氧化物，如La2O3在空气中具有极强的吸湿性，它极易与空气中的水分和二氧化碳发生反应，在粉体表面生成稀土氢氧化物或稀土碳酸盐，如La(OH)3或La2(CO3)3。如果不经过预焙烧直接称重配料，称取的稀土氧化物中实际上混入了大量的水分和碳酸根，这会直接导致预设的1:1的摩尔比发生严重偏移。在800~1000℃，氩气氛围下进行预处理2 ~6h，可以使这些杂质彻底分解挥发，还原出高纯度的稀土氧化物，从源头上保障合成相的纯度。而工业级氧化铝原料往往具有较大的初始晶粒尺寸，且可能存在部分亚稳相结构或残余热应力;通过800~1000℃的预处理，不仅可以促使氧化铝进一步向最稳定的晶相转化，还能有效清洁两种粉体颗粒的表面，消除表面吸附的物理杂质。
[0033]具体的，在步骤S2中，所述第一次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为2:1~5:1，如液固比为3:1、4:1等;球料比为2:1~10:1，如球料比为3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1等;研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15 mm;转速为400~700rpm，如转速为500rpm、600rpm等;球磨时间为4~12h，如球磨时间为6h、8h、10h等。所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50~120℃，如干燥温度为60℃、80℃、100℃等;干燥时间为2~8h，如干燥时间为4h、6h等。
[0034]具体的，在步骤S3中，第一次焙烧制度为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，如氩气流量为120ml/min、150ml/min、180ml/min等;以1~10℃/min的升温速率从室温升至1000℃，如升温速率为2℃/min、4℃/min、6℃/min、8℃/min等;再以1~5℃/min的升温速率升温至1100~1600℃并保温2~6h，如升温速率为2℃/min、3℃/min、4℃/min等，温度为1300℃、1500℃等，保温时间为3h、4h、5h等;保温结束后随炉降温至室温。
[0035]需要说明的是，本发明在步骤S3中采用分段升温与保温的第一次焙烧制度，是为了实现高相纯度前驱体粉体的原位固相合成。在室温至1000℃的初温区以1~10℃/min平稳升温，目的为确保粉体体系内部热量传递均匀，并排除残余吸附物以避免局部非均匀结块;随后在1000℃至1100~1600℃的主要反应温度区间内以1~5℃/min缓慢升温，目的为稀土离子与铝离子的固相界面扩散提供平稳驱动力，确保稀土铝酸盐相的完整形核与均匀长大;在高温下保温2~6h是为了促使固相反应深度彻底进行，将稀土氧化物与氧化铝完全转化为稳定的相结构。
[0036]对经过步骤S3烧结以后的前驱体粉末进行XRD物相分析，XRD 图谱显示粉末为纯的钙钛矿结构相，如LaAlO3、CeAlO3、YAlO3，未观察到明显的杂相衍射峰，这定性地表明通过该固相反应合成的铝酸稀土前驱体具备高相纯度。
[0037]具体的，在步骤S4中，第二次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为2:1~5:1，如液固比为3:1、4:1等;球料比为2:1~10:1，如球料比为3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1等;研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15 mm;转速为400~700rpm，如转速为500rpm、600rpm等;球磨时间为4~12h，如球磨时间为6h、8h、10h等。所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50~120℃，如干燥温度为60℃、80℃、100℃等;干燥时间为2~8h，如干燥时间为4h、6h等。
[0038]步骤S4中，所述粘结剂为聚乙烯醇(PVA)水溶液或酚醛树脂粉末，如1788型聚乙烯醇(PVA)水溶液或2123型酚醛树脂粉末。PVA水溶液的浓度为5~10wt.%，如PVA水溶液的浓度为7wt.%、8wt.%、9wt.%等;其配制过程为：将PVA粉末分散于去离子水中并加热至50~100℃搅拌至透明，如加热至60℃、80℃等，冷却后加入占溶液体积25~40%的无水乙醇，如加入占溶液体积30%、35%等的无水乙醇，静置消泡。PVA水溶液的添加量能够润湿前驱体粉末即可。
[0039]酚醛树脂粉末为过180目的筛下料，酚醛树脂添加量为前驱体质量的2~10wt.%，其引入方式为干磨，球料比为2:1~10:1，如球料比为3:1、4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1等;研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm;转速为400~700rpm，如转速为500rpm、600rpm等;球磨时间为1~6h，如球磨时间为2h、3h、5h等。
[0040]混合后干燥、过筛。干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50~120℃，如干燥温度为60℃、80℃、100℃等;干燥时间为2~8h，如干燥时间为4h、6h等;过筛为在100目筛网上过筛造粒。
[0041]需要说明的是，虽然步骤S2的第一次湿磨已经实现了原料组分的均匀混合，但在步骤S3的高温焙烧合成前驱体过程中，粉体会发生剧烈的固相反应与晶粒长大，出现大尺寸的烧结硬团聚体，破坏原有的粉体微观状态;因此，步骤S4进行第二次湿磨的目的在于破坏这些高温形成的硬团聚，将前驱体重新粉碎，同时通过球磨机械能增加粉体的比表面积与表面能，重新激活粉体，为后续的二次高温致密化烧结提供充足的固相传质驱动力。此外引入粘结剂(如酚醛树脂)的目的在于通过聚合物的包裹与网络交联作用对粉末进行造粒，这不仅能极大地改善粉体的流动性与排气性能，防止高压成型时生坯内部出现“架桥”大孔和层裂缺陷，更能使成型后的生坯具有较高的常温机械强度。
[0042]需要说明的是，稀土氧化物有极强的吸湿和水化倾向。如果在步骤S2和步骤S4中，采用传统去离子水作为湿磨介质，在长时间且伴随机械能输入的球磨过程中，稀土氧化物会迅速且彻底地与水反应，生成氢氧化物。这不仅会完全破坏设计的配料摩尔比，而且氢氧化物在后续的高温焙烧中会发生剧烈分解并伴随巨大的体积收缩，导致前驱体粉末内部产生严重的介观缺陷。无水乙醇作为一种非水系溶剂，能够完美隔绝水分，从根本上保护了反应体系的化学纯度和相稳定性。并且在转速400rpm以上的球磨过程中，研磨球与罐体、物料之间的高频撞击会产生大量的摩擦热。无水乙醇具有良好的比热容和流动性，能够作为优异的“冷却液”带走局部热量，防止粉体因局部高温而发生粉末团聚或“冷焊”在氧化锆球磨罐内壁上，显著提高了粉碎和混合的效率。
[0043]具体的，在步骤S5中，所述压制工艺为：采用阶梯加压，0MPa施压至50~100MPa保压1~3min(预压)，如施压至60MPa、80MPa等，保压2min等;随后施压至120~180MPa保压2~4min(主压)，如施压至140MPa、160MPa等，保压3min等;缓慢泄压约30~50s脱模，如泄压40s等脱模，得到生坯。
[0044]需要说明的是，本发明在生坯压制阶段采用“预压-主压-慢泄压”的阶梯加压成型工艺，是为获得高致密生坯的调控手段。首先，在50~100MPa的预压阶段并保压1~3min，能够促使造粒粉体发生初步的颗粒重排与软团聚体的破碎，同时给粉体内部包裹的大量空气充足的逸出通道与时间，可以避免突然高压导致的排气不良而引发的闭口气孔与生坯分层缺陷;随后，施加120~180MPa的高压进行主压并保压2~4min，利用极强的机械应力使得粉体紧密镶嵌，最大程度地消除生坯内的孔隙，使生坯具有较高的初始堆积密度;最后，采用约30~50s的缓慢泄压脱模，目的是使得生坯内部积累的巨大弹性应变能得到平稳、均匀的弛豫释放，避免内应力导致的横向层裂、微裂纹与掉角现象。
[0045]具体的，步骤S5的生坯预处理在自然气氛下进行。当步骤S4中所述粘结剂为PVA水溶液时，步骤S5的生坯干燥预处理制度为：在80~120℃下保温2~6h，如温度为90℃、100℃等，保温时间为3h、5h等。当步骤S4中所述粘结剂为酚醛树脂时，步骤S5的生坯固化预处理制度为：在80~120℃保温1~2h，如温度为90℃、110℃等，保温时间为1.5h等;升温至120~160℃保温1~2h，如升温至130℃、150℃等，保温时间为1.5h等;再升温至160~200℃保温1~4h，如升温至170℃、190℃等，保温时间为2h、3h等。
[0046]需要说明的是，本发明中两种粘结剂采用截然不同的预处理制度，是由其物理干燥与化学交联的本质差异决定的。PVA水溶液体系的干燥是一个纯物理脱水与溶剂挥发的过程，高分子长链只需在80~120℃下保温2~6h，即可依靠物理缠结将粉体颗粒紧密结合，若盲目升温反而易导致聚合物受热降解破坏骨架。而酚醛树脂作为热固性高分子，其固化是不可逆的化学缩聚过程，必须采用阶梯式加热制度。这种阶梯控温目的是让酚醛树脂依次完成软化包覆、交联排气和三维组网，如果直接急升至160~200℃，剧烈的缩聚反应会瞬间产生大量水蒸气等副产物，内部骤增的蒸汽压会直接撑破生坯的高致密骨架导致“炸坯”现象，因此必须分段排气以锁死材料的高强度网络。
[0047]具体的，在步骤S6中，第二次焙烧制度为：在氩气流量100~200ml/min的氛围中，如氩气流量为120ml/min、150ml/min、180ml/min等;以1~3℃/min的升温速率从室温升至700℃，如升温速率为2℃/min等;随后以5~10℃/min的升温速率升温至1000℃，如升温速率为6℃/min、7℃/min、8℃/min、9℃/min等;再以1~5℃/min的升温速率升温至1500~1700℃的目标温度并保温2~6h，如升温速率为2℃/min、3℃/min、4℃/min等，目标温度为1600℃等，保温时间为3h、4h、5h等;保温结束后随炉降温至室温。
[0048]需要说明的是，本发明中第二次焙烧采用“慢-快-慢”的三段式升温制度，是为稀土铝质生坯量身定制的热力学与动力学条件。在室温至700℃的初温区，采用1~3℃/min的极慢升温，是为了让致密骨架内部的有机粘结剂能够平稳热解脱气，避免瞬间产生大量气体导致内压骤增而“炸坯”或产生微裂纹;当越过700℃排气危险期后，材料在700~1000℃之间尚未达到固相扩散的激活能，因此采用5~10℃/min的较快升温来迅速跨越这一结构稳定区;进入1000℃以上的核心致密化区间后，由于稀土钙钛矿属极难烧结相，必须再次降速至1~5 ℃/min缓慢升至1500~1700℃的目标温度，以防止砖体表面过快收缩形成“致密壳”而封死内部气孔的排出通道，确保热量均匀传递与固相传质稳步进行，最终获得高致密稀土铝质陶瓷材料。
[0049]通过本发明的制备工艺制备得到的稀土铝质陶瓷材料，真气孔率极低、致密度在90%之上，产品的常温与高温力学强度能够满足苛刻的冶金冲刷环境。
[0050]实施例1
一种稀土铝质陶瓷材料制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将稀土氧化物粉体原料和氧化铝粉体原料分别在保护气氛中进行预处理，然后按比例称取粉体原料进行配比;
稀土氧化物粉末和氧化铝粉末的纯度均在99%以上。其中，稀土氧化物粉末的粒度≤30μm，稀土氧化物粉末为La2O3粉末;氧化铝粉末的粒度≤10μm。预处理为在氩气流量150ml/min的氛围中，900℃烧结4h，然后按照1:1的摩尔比称取稀土氧化物粉末和氧化铝粉末进行配比。
[0051]步骤S2：将步骤S1配比好的粉体原料进行第一次湿磨，湿磨后将浆料干燥;
第一次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为3:1，球料比为6:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15 mm，转速为600rpm，球磨时间为8h;所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为85℃，干燥时间为5h。
[0052]步骤S3：将步骤S2所得粉体在保护气氛中进行第一次焙烧，制备具备高相纯度的前驱体;
第一次焙烧制度为：将干燥后的粉体置于管式炉中，全程通入流量150ml/min的高纯氩气，以6℃/min的升温速率从室温升至1000℃，再以3℃/min的速率升温至1350℃并保温4h，保温结束后随炉降温至室温。
[0053]步骤S4：将步骤S3所得前驱体进行第二次湿磨，湿磨后将浆料干燥，随后加入粘结剂进行混料，混合后干燥、过筛，获得造粒粉体;
第二次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为3:1，球料比为6:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为600rpm，球磨时间为8h;所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为85℃，干燥时间为5h。
[0054]粘结剂为2123型酚醛树脂粉末，酚醛树脂粉末为过180目的筛下料，酚醛树脂添加量为前驱体质量的6wt.%，其引入方式为干磨，球料比为6:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为600rpm，球磨时间为3h。混合完毕后在自然气氛下，在85°C干燥5h，并在100目筛网上过筛造粒。
[0055]步骤S5：将步骤S4所得造粒粉体压制成生坯，生坯经固化预处理后备用;
压制工艺为：采用阶梯加压，0MPa施压至75MPa保压2min(预压)，随后施压至150MPa保压3 min(主压)，缓慢泄压约40s脱模，得到生坯。生坯预处理在自然气氛下进行，生坯固化预处理制度为：在100℃保温1.5h，升温至140℃保温1.5h，再升温至180℃保温2.5h。
[0056]步骤S6：将步骤S5预处理的生坯在保护气氛中进行第二次焙烧，得到稀土铝质陶瓷材料。
[0057]第二次焙烧制度为：将干燥后的粉体置于管式炉中，全程通入流量150ml/min的高纯氩气，以2℃/min的升温速率从室温升至700℃，随后以8℃/min的速率升温至1000℃，再以3℃/min的速率升温至1580℃的目标温度并保温4h，保温结束后随炉降温至室温。
[0058]对经过步骤S3烧结以后的前驱体粉末进行XRD物相分析，图1为本实施例前驱体粉末的XRD物相图，从图1中可见，粉体的X射线衍射峰与LaAlO3的标准卡片(PDF#85-1071)匹配完整。图谱中各晶面的特征衍射峰极其尖锐，且峰强极高，这表明通过步骤S3烧结合成的铝酸镧前驱体具备高相纯度。
[0059]对本实施例经过步骤S2后的粉末和经过步骤S4第二次湿磨并干燥后的粉末分别进行粒度测试，图2为本实施例经过步骤S2后粉末的粒度分布图，图3为本实施例经过步骤S4第二次湿磨并干燥后粉末的粒度分布图。从图2和图3可见，无论是经过步骤S2后的La2O3与Al2O3混合粉末，还是经过步骤S4第二次湿磨并干燥后合成的LaAlO3前驱体粉末，其粒度分布均呈现出极其典型的双峰分布特征。在图2的原料混合球磨阶段，经过第一次湿磨后，粒度整体变小，主峰在0.1~1μm的范围内，但由于氧化铝和氧化镧之间较大的初始晶粒尺寸差异，以及氧化镧的高比表面积与易团聚特性，不同组分的粒度失配导致了显著的双峰结构形成，这种双峰结构有利于随后第一次焙烧致密度的提高。经过第一次焙烧后，La2O3与Al2O3粉体发生了剧烈的固相反应与晶粒生长，随后进行的第二次湿磨虽打破了严重的烧结硬团聚，但如图3所示，合成的LaAlO3前驱体粒度整体向大尺寸方向偏移，主峰跨入微米级区间(约3~10μm)，而左侧依然保留了部分亚微米级次峰，这种双峰结构同样有利于随后第二次焙烧致密度的提高。
[0060]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试。真气孔率、致密度、体积密度测试参照GB/T 2997-2015执行，其中致密度等于100%-真气孔率;常温耐压强度测试参照GB/T 5072-2008执行;常温抗折强度测试参照GB/T 3001-2017执行;高温抗折强度测试参照GB/T 3002-2017执行。测试结果见表1。
[0061]实施例2
本实施例步骤S6第二次焙烧的目标温度为1620℃，其余和实施例1的制备工艺完全相同。
[0062]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例1完全相同，测试结果见表1。
[0063]实施例3
本实施例步骤S4中加入的粘结剂为PVA水溶液，PVA水溶液的浓度为8wt.%，其配制过程为：将PVA粉末分散于去离子水中并加热至80℃搅拌至透明，冷却后加入占溶液体积30%的无水乙醇，静置消泡。PVA水溶液的添加量能够润湿前驱体粉末即可;步骤S5的生坯干燥预处理制度为：在自然气氛下干燥，120℃下保温4h;其余和实施例1的制备工艺完全相同。
[0064]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例1完全相同，测试结果见表1。
[0065]实施例4
一种稀土铝质陶瓷材料制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将稀土氧化物粉体原料和氧化铝粉体原料分别在保护气氛中进行预处理，然后按比例称取粉体原料进行配比;
稀土氧化物粉末和氧化铝粉末的纯度均在99%以上。其中，稀土氧化物粉末的粒度≤30μm，稀土氧化物粉末为Ce2O3粉末;氧化铝粉末的粒度≤10μm。预处理为在氩气流量100ml/min的氛围中，800℃烧结2h，然后按照1:1的摩尔比称取稀土氧化物粉末和氧化铝粉末进行配比。
[0066]步骤S2：将步骤S1配比好的粉体原料进行第一次湿磨，湿磨后将浆料干燥;
第一次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为2:1，球料比为2:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15 mm，转速为500rpm，球磨时间为4h;所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50℃，干燥时间为2h。
[0067]步骤S3：将步骤S2所得粉体在保护气氛中进行第一次焙烧，制备具备高相纯度的前驱体;
第一次焙烧制度为：将干燥后的粉体置于管式炉中，全程通入流量100ml/min的高纯氩气，以1℃/min的升温速率从室温升至1000℃，再以1℃/min的速率升温至1100℃并保温2h，保温结束后随炉降温至室温。
[0068]步骤S4：将步骤S3所得前驱体进行第二次湿磨，湿磨后将浆料干燥，随后加入粘结剂进行混料，混合后干燥、过筛，获得造粒粉体;
第二次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为2:1，球料比为2:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为500rpm，球磨时间为4h;所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为50℃，干燥时间为2h。
[0069]粘结剂为2123型酚醛树脂粉末，酚醛树脂粉末为过180目的筛下料，酚醛树脂添加量为前驱体质量的2wt.%，其引入方式为干磨，球料比为2:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为500rpm，球磨时间为1h。混合完毕后在自然气氛下，50°C干燥2h，并在100目筛网上过筛造粒。
[0070]步骤S5：将步骤S4所得造粒粉体压制成生坯，生坯经固化预处理后备用;
压制工艺为：采用阶梯加压，0MPa施压至50MPa保压1min(预压)，随后施压至120MPa保压2 min(主压)，缓慢泄压约30s脱模，得到生坯。生坯预处理在自然气氛下进行，生坯固化预处理制度为：在80℃保温1h，升温至120℃保温1h，再升温至160℃保温1h。
[0071]步骤S6：将步骤S5预处理的生坯在保护气氛中进行第二次焙烧，得到稀土铝质陶瓷材料。
[0072]第二次焙烧制度为：将干燥后的粉体置于管式炉中，全程通入流量100ml/min的高纯氩气，以1℃/min的升温速率从室温升至700℃，随后以5℃/min的速率升温至1000℃，再以1℃/min的速率升温至1580℃的目标温度并保温2h，保温结束后随炉降温至室温。
[0073]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例1完全相同，测试结果见表1。
[0074]实施例5
本实施例步骤S6第二次焙烧的目标温度为1620℃，其余和实施例4的制备工艺完全相同。
[0075]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例4完全相同，测试结果见表1。
[0076]实施例6
一种稀土铝质陶瓷材料制备方法，包括如下步骤：
步骤S1：将稀土氧化物粉体原料和氧化铝粉体原料分别在保护气氛中进行预处理，然后按比例称取粉体原料进行配比;
稀土氧化物粉末和氧化铝粉末的纯度均在99%以上。其中，稀土氧化物粉末的粒度≤30μm，稀土氧化物粉末为Y2O3粉末;氧化铝粉末的粒度≤10μm。预处理为在氩气流量200ml/min的氛围中，1000℃烧结6h，然后按照1:1的摩尔比称取稀土氧化物粉末和氧化铝粉末进行配比。
[0077]步骤S2：将步骤S1配比好的粉体原料进行第一次湿磨，湿磨后将浆料干燥;
第一次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为5:1，球料比为10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15 mm，转速为700rpm，球磨时间为12h;所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为8h。
[0078]步骤S3：将步骤S2所得粉体在保护气氛中进行第一次焙烧，制备具备高相纯度的前驱体;
第一次焙烧制度为：将干燥后的粉体置于管式炉中，全程通入流量200ml/min的高纯氩气，以10℃/min的升温速率从室温升至1000℃，再以5℃/min的速率升温至1600℃并保温6h，保温结束后随炉降温至室温。
[0079]步骤S4：将步骤S3所得前驱体进行第二次湿磨，湿磨后将浆料干燥，随后加入粘结剂进行混料，混合后干燥、过筛，获得造粒粉体;
第二次湿磨条件为：以无水乙醇为介质，液固比为5:1，球料比为10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为700rpm，球磨时间为12h;所述的干燥条件为：在自然气氛下干燥，干燥温度为120℃，干燥时间为8h。
[0080]粘结剂为2123型酚醛树脂粉末，酚醛树脂粉末为过180目的筛下料，酚醛树脂添加量为前驱体质量的10wt.%，其引入方式为干磨，球料比为10:1，研磨罐和研磨球均为氧化锆质，球径范围为5~15mm，转速为700rpm，球磨时间为6h。混合完毕后在自然气氛下，120°C干燥8h，并在100目筛网上过筛造粒。
[0081]步骤S5：将步骤S4所得造粒粉体压制成生坯，生坯经固化预处理后备用;
压制工艺为：采用阶梯加压，0MPa施压至100MPa保压3min(预压)，随后施压至180MPa保压4 min(主压)，缓慢泄压约50s脱模，得到生坯。生坯预处理在自然气氛下进行，生坯固化预处理制度为：在120℃保温2h，升温至160℃保温2h，再升温至200℃保温4h。
[0082]步骤S6：将步骤S5预处理的生坯在保护气氛中进行第二次焙烧，得到稀土铝质陶瓷材料。
[0083]第二次焙烧制度为：将干燥后的粉体置于管式炉中，全程通入流量200ml/min的高纯氩气，以3℃/min的升温速率从室温升至700℃，随后以10℃/min的速率升温至1000℃，再以5℃/min的速率升温至1580℃的目标温度并保温6h，保温结束后随炉降温至室温。
[0084]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例1完全相同，测试结果见表1。
[0085]实施例7
本实施例步骤S6第二次焙烧的目标温度为1620℃，其余和实施例6的制备工艺完全相同。
[0086]对本实施例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例6完全相同，测试结果见表1。
[0087]对比例1
本对比例的前两个步骤和实施例1的前两个步骤—步骤S1、步骤S2完全相同，不同的是本对比例的第三个步骤采取现有常规工艺一步烧结制得铝酸镧陶瓷材料，即在氩气氛围下，以8℃/min的升温速率从室温升至1580℃进行烧结得到铝酸镧陶瓷材料，无后续步骤。
[0088]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例1完全相同，测试结果见表1。
[0089]对比例2
本对比例和实施例1相比的不同之处在于步骤S1没有进行预处理，其余制备工艺和实施例1完全相同。
[0090]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例1完全相同，测试结果见表1。
[0091]对比例3
本对比例和实施例2相比的不同之处在于步骤S2和步骤S4中湿磨介质采用去离子水，其余制备工艺和实施例2完全相同。
[0092]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例2完全相同，测试结果见表1。
[0093]对比例4
本对比例和实施例4相比的不同之处在于步骤S4中不进行第二次湿磨，直接加入粘结剂进行混料，混合后过筛，获得造粒粉体，其余制备工艺和实施例4完全相同。
[0094]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例4完全相同，测试结果见表1。
[0095]对比例5
本对比例和实施例5相比的不同之处在于步骤S4中不加入粘结剂进行混料造粒，其余制备工艺和实施例5完全相同。
[0096]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例5完全相同，测试结果见表1。
[0097]对比例6
本对比例和实施例6相比的不同之处在于步骤S5中生坯固化预处理制度为直接升温至200℃保温2h，其余制备工艺和实施例6完全相同。
[0098]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例6完全相同，测试结果见表1。
[0099]对比例7
本对比例和实施例7相比的不同之处在于步骤S6中从1000℃升温到1620℃的目标温度时，升温速率为8℃/min，其余制备工艺和实施例7完全相同。
[0100]对本对比例的稀土铝质陶瓷材料进行真气孔率、致密度、体积密度和强度测试，测试方法和实施例7完全相同，测试结果见表1。
[0101]表1 实施例和对比例的测试结果
[0102]从表1可见，实施例1、实施例2、实施例3的氧化镧铝质陶瓷材料和实施例6、实施例7的
氧化钇铝质陶瓷材料均展现出极其优异的致密化效果，致密度均达到95.7%以上，常温耐压强度在90 MPa以上，常温抗折强度在14MPa以上，高温抗折强度在8.5MPa以上;其中，最优的实施例2真气孔率低至1.933%，致密度高达98.067%，强度指标也相对较高。对于相对较难烧结的实施例4、实施例5的氧化铈铝质陶瓷材料，其真气孔率也在10%以下，致密度达到了90%以上，常温耐压强度在75MPa以上，常温抗折强度在9.4MPa以上，高温抗折强度在5.1MPa以上。产品的常温与高温力学强度能够满足苛刻的冶金冲刷环境。
[0103]通过实施例2和实施例1对比、实施例5和实施例4对比、实施例7和实施例6对比，可知，当步骤S6第二次焙烧的目标温度从1580℃提高到1620℃时，致密度、体积密度，以及各项强度指标均有提高，说明相对较高的目标温度利于烧结致密化。
[0104]对比实施例1与实施例3可知，在同等烧结条件下，粘结剂酚醛树脂粘结剂结合本发明特有的阶梯式加热固化工艺明显优于PVA水溶液粘结剂，实施例1最终陶瓷材料的真气孔率2.595%明显低于实施例3的4.239%。这是因为酚醛树脂在阶梯固化中形成了强韧的三维交联网络，在排气阶段更好地维持了生坯的高致密骨架结构，减少了微裂纹的产生。
[0105]对比实施例1与对比例1，在一步固相烧结过程中，La2O3与Al2O3粉体在高温下发生原位化学反应。这种原位成相过程伴随着极其剧烈的晶型转变与“体积效应”。由于粉体已经被高压压制成致密的生坯骨架，这种微观上的体积突变会转化为巨大的内部热应力，直接将原本压实的骨架从内部撕裂，形成大量的微裂纹与大尺寸气孔;导致对比例1的致密度、体积密度明显低于实施例1;对比例1的常温强度大幅低于实施例1;在高温抗折强度测试中样品出现严重开裂，无法取得测试数据。
[0106]对比实施例1与对比例2，在粉体原料不进行预处理时，稀土氧化物中混入了大量的水分和碳酸根，而工业级氧化铝原料往往具有较大的初始晶粒尺寸，且可能存在部分亚稳相结构或残余热应力，样品出现了严重的开裂、起层现象，导致真气孔率等指标无法检测。
[0107]对比实施例1与对比例3，使用去离子水作为湿磨介质，由于La2O3具有极强的水化倾向，在长时间机械球磨下生成了大量氢氧化物。这些水化产物在焙烧时发生了剧烈的分解与体积收缩，导致生坯产生极大的热应力，样品出现严重开裂甚至“炸坯”，导致真气孔率等指标无法检测。
[0108]对比实施例4与对比例4，在去除第二次湿磨工序后，其真气孔率急剧飙升至16.436%，体积密度和常温强度明显低于实施例4，高温抗折强度无法测试。这是由于一次高温焙烧后的前驱体粉末内部形成了大量的烧结团聚现象。跳过二次球磨粉碎会导致粉体粒度粗大且极不均匀，在压制成型时，这些坚硬的不规则团聚体极易产生“架桥效应”，在生坯内部留下大量微米级的宏观架空孔隙。这些大孔隙在后续的固相烧结中无法通过晶界扩散机制消除，导致材料致密度呈现断崖式下跌。
[0109]对比实施例5与对比例5，在粉体经过二次湿磨后，去除了引入粘结剂进行混料造粒，直接干压，其真气孔率达到了12.623%，体积密度和常温强度明显低于实施例5，高温抗折强度无法测试。原因在于未经造粒的超细粉体易发生软团聚，粉体流动性极差，在模具中施加高压时，粉体内部产生了严重的内摩擦力与压力梯度，导致生坯排气不良，将大量空气包裹在内部形成闭口气孔。
[0110]对比实施例6与对比例6，对比例6未采用阶梯式加热固化制度，直接将含有酚醛树脂的生坯加热至200℃。剧烈的化学缩聚反应瞬间产生了大量水蒸气等副产物，内部骤增的蒸汽压直接撑破了生坯的高致密骨架，导致真气孔率飙升至18.521%，体积密度和常温强度明显低于实施例6，高温抗折强度无法测试。
[0111]对比实施例7与对比例7，对比例7在二次高温焙烧中采用了8℃/min的较快升温速率，导致砖体表面过快收缩形成了“致密壳”，彻底封死了内部气孔的排出通道，发生了典型的“反致密化”现象，致密度最终仅勉强达到90.146%，体积密度较低，常温强度明显低于实施例7，高温抗折强度无法测试。
[0112]以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
说明书附图(3)
声明：
“稀土铝质陶瓷材料制备方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
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编辑：北方有色网
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