氧化铝/氧化镧X射线衍射及拉曼光谱研究

作     者：王奕 李长荣 庄昌凌 WANG Yi;LI Chang-rong;ZHUANG Chang-ling

作者机构：贵州大学材料与冶金学院贵州贵阳550025 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室贵州贵阳550025 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2021年第41卷第8期

页      面：2480-2483页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51864013 51704083)资助 

主　　题：镧氧化物 XRD 拉曼光谱 晶粒尺寸 

摘      要：当钢中氧化铝夹杂物的尺寸过大、棱角分明,在线材拉拔为钢丝的过程中可视为主要的裂纹源,会严重影响钢材性能,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较小,并在实验及分析的中间过程中存在误差,使用放大夹杂物反应的思路,研究了在高温1600℃时,不同比例稀土氧化镧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,使用X射线衍射仪、拉曼光谱仪测试结果分析了镧铝氧化物的具体变化过程。结果表明:随着La_(2)O_(3)添加量的不断增加,最先生成LaAl_(11)O_(18)相,其次为LaAl_(11)O_(18),LaAlO_(3)相,峰强减弱,半高宽增加,晶粒尺寸变小,随后LaAl_(11)O_(18)特征峰消失,只剩下LaAlO_(3)相,且并无新相生成。结合H-W平均晶粒尺寸数学模型计算R^(2)分别为0.99025,0.96259,0.9871和0.98976,且1^(^(#))样品到4^(#)样品晶粒尺寸分别为6.08,2.88,7.67和4.75μm,2^(^(#))样品晶粒尺寸最小,3^(#)样品晶粒尺寸最大,表明合适的氧化镧和氧化铝配比可以促进形核并缩小晶粒尺寸。通过拉曼光谱分析得出,随着Al_(2)O_(3)配比的减少,观察拉曼位移在4385 cm^(-1)处拉曼特征峰消失,结合XRD图谱可以判定该处为LaAl_(11)O_(18)相。3^(#)—4^(#)曲线在拉曼位移为3564~3642和4461~5554 cm^(-1)处出现拉曼特征峰,结合2^(#)曲线以及XRD图谱可知,生成新的LaAlO_(3)相,且3^(#)样品和4^(#)样品的不同配比对拉曼峰强无太大影响,也没有出现新的特征峰。通过放大钢中需要针对性研究的物质,分析了氧化镧粉末添加后对氧化铝粉末改性的演变过程。研究结果可对实际炼钢过程中解决氧化铝夹杂物改性的问题提供参考。