陶瓷材料是用天然或合成的化合物经过成型和高温烧结制成的一类无机非金属材料。现代生产条件日益苛刻,新型陶瓷应运而生。新型陶瓷一般具有高熔点,较高的高温强度和较小的高温蠕变性能,良好的抗热震、抗氧化和结构稳定性等优点,应用范围广泛。ZrO2和MgO是两种典型的新型氧化物陶瓷,熔点高,化学性质稳定,抗腐蚀性好,力学性能优良,具有较好的抗腐蚀性能。氧化镁和氧化锆陶瓷坩埚具有优异的热化学性质和抵抗金属侵蚀的稳定性,常用于冶炼有色金属和贵金属,是现代冶金工业中的关键材料。目前稀有金属的冶炼方法一直没有工程化,主要是因为常用的熔盐电解法所使用的是石墨坩埚,在高温熔炼过程中,坩埚内壁易脱落,生产的稀有金属夹杂或包覆石墨,很难除净,影响了金属质量,难以满足实际生产的要求。基于ZrO2和MgO陶瓷优异的高温使用性能,现提出将其替代石墨坩埚进行稀有金属熔盐冶炼的设想。为此,提出ZrO2和MgO陶瓷抗熔盐腐蚀性能的研究课题。论文的主要内容是采用静态法,以课题组生产的氧化镁和氧化锆陶瓷为腐蚀体,以KC、CaCl2和KF为腐蚀介质,利用XRD, SEM,力学性能测试等表征手段,系统研究了低温熔盐对陶瓷的腐蚀。MgO抗熔融KCl腐蚀的性能比较好。腐蚀后化学组成和表面形貌未发生明显变化,小晶粒再次结合,样品更加致密,抗弯强度有所增加。在低温熔融CaCl2中腐蚀后,抗弯强度略有增加,化学组成没有明显变化,表面晶界处发生明显的沿晶腐蚀。MgO陶瓷抗KF熔盐腐蚀的性能比较差,能快速腐蚀,生成更稳定的KMgF3,表面有圆粒状突起物,出现较多气孔和腐蚀坑,样品致密性差,表现为沿晶腐蚀。ZrO2在KCl中抗腐蚀性比较好,腐蚀后样品组成仍为四方相氧化锆(ZrO2(t)),抗弯强度有轻微下降,表面呈鳞絮状结构,晶粒比较尖锐,很多区域仍保持完整结构,靠近表面1-2μm的断口层变得平滑。在熔融CaCl2中腐蚀后,由于钙离子进入氧化锆的晶格,抗弯强度明显减小并随着温度的升高而降低,与在KCl中腐蚀后的形貌相似,表面呈鳞絮状结构,晶界处有轻微腐蚀。ZrO2抗CaCl2腐蚀的性能比抵抗KCl腐蚀的性能差。在KF熔盐中ZrO2抗腐蚀性差,有大量的单斜相氧化锆(ZrO2(m))少量的ZrF4产生。由于马氏体相变,应力集中,表面局部气孔密集,腐蚀后的样品严重碎裂。实验发现,氧化镁和氧化锆陶瓷抵抗熔融KF和CaCl2腐蚀的能力差,抗KCl腐蚀的性能好,尤其是氧化镁陶瓷在KCl中腐蚀后,小晶粒能重新结合,样品变得致密。所以氧化镁和氧化锆陶瓷在熔盐电解法冶炼稀有金属上有很好的应用前景。