钛合金由于具有高的比强度,好的抗腐蚀性和生物相容性等优点,在航空、航天、化工和生物医疗等领域广泛使用。目前,因为钛材生产周期长,能耗高等阻碍其工业发展。本课题组将真空热坩埚感应熔炼技术应用于钛合金熔炼,此技术能耗低,且可得到成分均匀的钛材,但此技术需要具备不与钛合金发生反应的耐火材料。基于前期课题组将钙钛矿结构BaZrO₃耐火材料应用于钛合金熔炼,取得了一定的成果,但BaZrO₃耐火材料会在钛合金熔体中发生溶解反应,对含钛量高的钛合金产生污染。课题组先后使用Y₂O₃和CaO两种高稳定性耐火材料通过掺杂改性制备BaZrO₃基耐火材料,但掺杂量比较单一,且获得的耐火材料为两相,为进一步提高BaZrO₃的稳定性,本论文针对掺杂量及粉体制备工艺优化,以获得烧结性能良好且抗侵蚀性能强的Y₂O₃与CaO掺杂的BaZrO₃耐火材料,用于熔炼钛合金,并分析了耐火材料在钛合金熔体中的溶解反应动力学与热力学影响因素,同时对Y₂O₃与CaO双掺杂的BaZrO₃耐火材料的烧结性能,抗水化性能及稳定性进行了研究。本文研究内容主要包括以下三个部分:1.以BaCO₃:ZrO₂:Y₂O₃摩尔比为0.5:0.485:0.015,制备3mol%Y³⁺掺杂BaZrO₃粉体与坩埚,并进行物相分析,研究了球磨时间与粉体粒度及陶瓷密度之间的关系,并且通过添加TiO₂烧结助剂来改善Y³⁺掺杂BaZrO₃的烧结性能。结果表明:掺杂3mol%Y³⁺的BaZrO₃粉体与坩埚耐火材料均为单相近钙钛矿结构,未发现第二相物质;球磨8h所得Y³⁺掺杂BaZrO₃粉体粒度最小为2.252μm,且制备的Y³⁺掺杂BaZrO₃陶瓷相对密度最大,约78.9%,陶瓷表面有大量孔隙;当TiO₂添加量为2wt%时,可获得相对密度高达97.4%的单相立方钙钛矿结构Y³⁺掺杂BaZrO₃耐火材料。2.采用同等熔炼条件使用Y³⁺掺杂与无掺杂BaZrO₃坩埚熔炼Ti₂Ni合金（含钛量66mol%）,研究了Y³⁺掺杂BaZrO₃耐火材料的稳定性,并考察了耐火材料致密度与抗钛熔体的侵蚀性关系,且从热力学与动力学分析了坩埚抗熔体侵蚀性的机理。实验结果表明:（1）Y³⁺掺杂BaZrO₃坩埚对Ti₂Ni合金熔体呈现较好的抗侵蚀性,受侵蚀层厚度约为1700μm,熔炼合金后的坩埚内壁晶粒相对完整,仅部分晶界受熔体侵蚀溶解而变得模糊,而未掺杂的BaZrO₃侵蚀层厚度为2000μm,且坩埚内壁晶粒由于受熔体侵蚀溶解及冲刷,出现片层状组织。（2）Y³⁺掺杂BaZrO₃坩埚添加与不添加2wt%TiO₂烧结助剂获得的陶瓷相对密度分别约为97.4%和78.9%,平均晶粒尺寸大小分别为8μm和2μm。使用两种坩埚熔炼Ti₂Ni合金后,坩埚侵蚀层的厚度分别为1700μm和4000μm。（3）热力学计算出Y³⁺掺杂的BaZrO₃生成吉布斯自由能为-2203.7KJ/mol,小于未掺杂的BaZrO₃生成吉布斯自由能-2198.7KJ/mol。坩埚受侵蚀与合金受污染是因为耐火材料在Ti₂Ni熔体中发生了溶解反应,由金斯特格林方程理论可知,相对密度大且晶粒尺寸大的陶瓷坩埚可有效降低耐火材料在合金熔体中的溶解反应速率。3.采用不同粒度CaO（5.5μm和300nm）,制备Y³⁺与Ca²⁺掺杂的BaZrO₃耐火材料,优化了CaO掺杂工艺,研究了Y³⁺与Ca²⁺掺杂BaZrO₃耐火材料的烧结性能,抗水化性能,确定最佳制备坩埚工艺。使用最佳工艺制备坩埚熔炼Ti₂Ni合金,并分析确定Y³⁺/Ca²⁺掺杂BaZrO₃坩埚熔炼高钛含量合金的可行性。结果表明:（1）3mol%Y³⁺和10mol%Ca²⁺同时掺杂BaZrO₃粉体,XRD未检测到第二相物质。固相合成粉体后加入CaO可有效促进Y³⁺掺杂BaZrO₃耐火材料的烧结性能,且纳米CaO（300nm）添加的Y³⁺掺杂BaZrO₃致密化与抗水化性能最好,在相对湿度为56⁶0%,63天增重率仅约为0.05%。（2）使用固相合成粉体后添加两种CaO（5.5μm和300nm）的Y³⁺掺杂BaZrO₃坩埚熔炼Ti₂Ni合金,熔炼后坩埚侵蚀层厚度分别约为310μm和70μm,且坩埚侵蚀层XRD除了检测到[Ba_1-xCa_x][Zr_1-y-y Y_y]O₃,还检测出BaCO₃物质。（3）采用Y³⁺/Ca²⁺掺杂BaZrO₃与Y³⁺掺杂BaZrO₃坩埚分别熔炼Ti₂Ni合金,熔炼后前者侵蚀层厚度约300μm,合金中氧含量为0.0844wt%;后者侵蚀层厚度为350μm,合金中氧含量为0.1026wt%。