谷莹蕾，李 勇，卜景龙，马 超，王志发

(1.华北理工大学轻工学院，唐山 064000；2.华北理工大学材料科学与工程学院,河北省无机非金属材料重点实验室,唐山 063210；3.唐山时创高温材料股份有限公司，唐山 064000)

0 引 言

将熔融石英玻璃进行粉碎、细磨至粒径<40 μm以获得微细熔融石英颗粒，将其按照陶瓷工艺方法制备的材料称为熔融石英陶瓷。熔融石英陶瓷是一种非晶态新型高抗热震高温结构材料，具有低热膨胀、耐高温、抗热震、抗化学侵蚀等优良性能，因其特有的低热膨胀特性，该材料还是一种热功能材料。熔融石英陶瓷材料的产品较多地应用于玻璃、冶金行业作为耐火材料，在激光、探测、导弹、航天器等领域也越来越多地被使用[1]。然而在大于1 200 ℃的高温条件下，熔融石英陶瓷容易发生晶化，析出方石英，同时伴随较大的体积效应，非常容易造成材料开裂、强度降低等，使用安全性、可靠性大大减低。因此，如何减小熔融石英的晶化程度及其危害作用是一个需要试验探索的研究课题。

国外学者在(SiO2-CaO-Fe2O3)-TiO2、Li2O-ZnO-SiO2、SiO2-CaO-MgO(Na2O)、Bi1.7V0.3Sr2Ca2Cu3Ox系玻璃陶瓷材料方面进行了晶化行为、晶相形成、晶化动力学的研究[2-5]，而关于熔融石英及熔融石英陶瓷材料的晶化抑制方面未见有专门研究报道。国内一些高校与研究机构进行了熔融石英晶化及其抑制方面的研究，发现在熔融石英中引入氮化硅、碳化硅、碳化硼等非氧化物或氧化铈、氧化钇、氧化钬等氧化物作为添加剂，可以对熔融石英的析晶起到一定的抑制作用[6-10]。在此基础上，近年一些学者尝试采用纳米添加剂来改善熔融石英的晶化现象：卜景龙等[11]研究发现，引入纳米氧化铈或纳米氧化镧，可以对熔融石英的析晶起到抑制作用；陈越军等[12]认为纳米氧化钇或纳米氧化锌可以明显改善熔融石英陶瓷的析晶性能。但是，对于添加纳米级SnO2或纳米级Yb2O3对熔融石英陶瓷析晶性能的影响却鲜有报道。本实验通过将纳米级SnO2或纳米级Yb2O3作为晶化抑制剂，研究纳米级SnO2或纳米级Yb2O3对熔融石英陶瓷析晶性能的影响。

1 实 验

1.1 样品制备

本实验所采用的主要原料为微细熔融石英粉(物相为非晶态的 SiO2)，用于晶化抑制的添加剂为纳米级SnO2和纳米级Yb2O3，结合剂是质量分数为2%的聚乙烯醇溶液。熔融石英粉、纳米级SnO2和纳米级Yb2O3的颗粒粒径及纯度如表1所示。……