烧结细晶氧化铝陶瓷的新方法

肖长江

摘要 致密的氧化铝陶瓷可用三种方法烧结得到。从SEM照片可看出：样品比较致密，样品的相对密度大于93%，用两步法和两段法烧结得到的氧化铝陶瓷的晶粒尺寸小于400nm, 用常规方法烧结得到的氧化铝陶瓷的晶粒尺寸约为650nm。而且，用两步法和两段法烧结时烧结温度低于常规烧结。实验结果表明：两步法和两段法烧结能得到细晶的氧化铝陶瓷。

关键词 细晶氧化铝陶瓷，两段法烧结，两步法烧结，显微结构

1引 言

氧化铝陶瓷具有优良的力学性能、电性能、化学稳定性，而且原料来源广泛，制造成本低，是用来制造多种高强度、耐磨损、耐高温等高性能陶瓷部件的基础材料，尤其在结构陶瓷、电子陶瓷、生物陶瓷等领域占有重要的地位，被广泛用于机械电子、医药、食品、石油、化工、航空、航天等领域。但是氧化铝陶瓷同样具有陶瓷的高脆性、较差的抗热震性和低断裂韧度等缺点，限制了它在许多领域的应用[1～2]。多年来，各国学者一直在寻找提高陶瓷韧性的方法，提出了多种增韧补强机理，如颗粒弥散增韧、相变增韧、微裂纹增韧、协同增韧等[3～4]。其中发现控制晶粒长大、降低烧结温度、提高致密化程度等方法是改善氧化铝陶瓷材料的力学性能和使用性能的重要途径。在高压下，可以用压力来抑制晶粒的长大以得到细晶甚至纳米陶瓷[5]，但是在无压的条件下，如何控制晶粒的长大是个重要的课题。本文以30nmAl₂O