氧化铝/二氧化铈X射线衍射及拉曼光谱研究

摘要：

钢中氧化铝夹杂物尺寸大小严重影响钢材性能,细化或去除钢中夹杂物备受重视.由于钢中合金元素添加量相对于钢液过少,并在分析过程中存在误差,使用放大夹杂物反应的思路,研究了在高温1600℃时不同比例稀土二氧化铈粉末和氧化铝粉末的添加量对夹杂物的物相变化、尺寸大小的影响.对高温箱式炉设定程序进行升温、保温、随炉冷却,依据测试结果分析了铈铝氧化物的具体变化过程.使用能谱分析仪、X射线衍射仪、X射线荧光光谱分析、拉曼光谱仪针对性放大探究夹杂物具体变化.结果表明:随着氧化铝添加量的增加,粉末烧结过程中生成物的物相由+4价的稀土氧化物变成+3价的稀土氧化物,通过X射线衍射(XRD)图谱可知先生成CeAlO3相,随着CeAlO3相特征峰减弱至消失并被CeAl11 O18相替代,XRD峰宽化,特征峰较弱,半高宽较大,晶粒尺寸较小,结晶度较低.并结合D-S,W-H,H-W三种平均晶粒尺寸数学模型计算R2分别为0.76178,0.97101,0.92081,0.96187;0.98965,0.98801,0.97842,0.98128,对比得出H-W方法得到的结果拟合度较好,且4#样品到1#样品晶粒尺寸逐渐减小,分别为7.63,6.27,5.99和3.97μm,表明稀土铈元素增加可以促进形核并缩小晶粒尺寸.通过拉曼光谱仪分析得出,随着Al2 O3的相分数增加,拉曼位移为464～465 cm-1处拉曼峰强逐渐减弱直到消失,可判定该处相为二氧化铈相;拉曼位移为4351～4399 cm-1处拉曼峰强逐渐增加,结合XRD图谱可以判定该物质为CeAl11 O18.得到的变化规律与XRD保持一致.通过放大钢中需要针对性研究的物质,分析了二氧化铈粉末添加后对氧化铝粉末改性的演变过程.研究结果可对钢中解决氧化铝夹杂物改性的问题提供参考.

关键词：铈氧化物、X射线衍射、拉曼光谱、晶粒尺寸

所属期刊栏目：41

分类号：O657.37(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;贵州省科技计划

在线出版日期：2021-06-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1841-1845