燒結(jié)溫度對(duì)氧化鋁陶瓷有何影響？如何讓氧化鋁陶瓷“降溫”？

（1）燒結(jié)溫度對(duì)氧化鋁陶瓷的體積收縮率有很大的影響，溫度越高，體積收縮率越大。

（2）燒結(jié)溫度對(duì)氧化鋁陶瓷的體積密度、吸水率和氣孔率均有很大影響，溫度越高，體積密度越大，吸水率和氣孔率越小。

（3）燒結(jié)溫度越高，抗彎強(qiáng)度和維氏硬度也越大。

（4）氣孔率減小，真實(shí)密度增大。這是因?yàn)殡S著燒結(jié)溫度的升高，試樣的晶粒長(zhǎng)大的越多，使得試樣中間的空隙越小，所以氣孔率減小，真實(shí)密度增大。

（5）XＲD分析結(jié)果表明，燒結(jié)溫度越高，衍射峰變得越尖銳，非晶態(tài)組織慢慢變成晶態(tài)，說(shuō)明Al2O3的結(jié)晶程度比較好。當(dāng)燒結(jié)溫度超過(guò)某個(gè)臨界值時(shí)，晶粒的平均粒徑反而減小。

（6）在不同的燒結(jié)溫度下，試樣中的氧化鋁晶粒的形貌有所不同，說(shuō)明燒結(jié)溫度對(duì)所制備試樣的成形有很大的影響。

（7）對(duì)于未添加ZrO2的純Al2O3燒結(jié)試樣，隨燒結(jié)溫度的升高，試樣的相對(duì)密度由1500℃時(shí)的81.73%增加到1600℃時(shí)的97.48%，有較為明顯的提升。

（8）ZrO2添加劑的加入和燒結(jié)溫度的提高，均能有效提高試樣的抗彎強(qiáng)度。

綜上，適當(dāng)?shù)奶岣邿Y(jié)溫度對(duì)氧化鋁陶瓷的致密度、抗彎強(qiáng)度、硬度、吸水率、氣孔率及機(jī)電性能均有一定的影響。

如何讓氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度降下來(lái)？

前面我們講到，由于燒結(jié)溫度高，需要消耗大量的能源，對(duì)熱工設(shè)備的要求也高，因而在一定程度上限制了它的使用范圍。從節(jié)約能源、降低排放量、保護(hù)環(huán)境的角度出發(fā)，氧化鋁陶瓷的低溫?zé)Y(jié)技術(shù)成為了重要的研究方向。

目前，對(duì)于降低氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度方面的研究較多，歸納起來(lái)主要有3個(gè)方面：提高原料粉體的細(xì)度和活性；采用特殊燒結(jié)工藝；添加燒結(jié)助劑。

1、提高原料粉體的細(xì)度和活性

對(duì)原料進(jìn)行制備時(shí)，最重要的是控制所制得的粉末原料的粒徑。粒徑應(yīng)該微細(xì)，因?yàn)闊Y(jié)是通過(guò)表面張力來(lái)使物質(zhì)遷移而得到實(shí)現(xiàn)。高溫氧化物較難燒結(jié)，原因之一是它們有較大的晶格能和較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。質(zhì)點(diǎn)遷移需要較高的活化能，即活性較低。采用晶粒小，比表面積大，表面活性高的單分散超細(xì)Al₂O₃粉料，由于顆粒間擴(kuò)散距離短，只需要較低的燒結(jié)溫度和燒結(jié)活化能。

目前，制備超細(xì)活化易燒結(jié)Al₂O₃粉體的方法分為兩大類，一類是機(jī)械法，另一類是化學(xué)法。機(jī)械法是用機(jī)械外力作用使Al₂O₃粉料顆粒細(xì)化，常用的粉碎工藝有球磨粉碎、振磨粉碎、砂磨粉碎、氣流粉碎等，其中砂磨是制備超細(xì)陶瓷粉體的有效途徑之一。

近年來(lái)，采用濕化學(xué)法制備超細(xì)高純粉體技術(shù)得到較快發(fā)展，其中較為成熟的是溶膠-凝膠法，可以制備傳統(tǒng)方法無(wú)法制備的材料。溶膠高度穩(wěn)定，可將多種金屬離子均勻、穩(wěn)定地分布于膠體中，通過(guò)進(jìn)一步脫水形成均勻的凝膠（無(wú)定形體），再經(jīng)過(guò)合適的處理便可獲得活性極高的超微粉混合氧化物或均一的固溶體。

2、添加燒結(jié)助劑，優(yōu)化配方體系

燒結(jié)助劑可以形成晶間液相或與基體形成固溶。燒結(jié)助劑的作用機(jī)制是燒結(jié)助劑形成的晶間液相有利于晶界遷移，并且能夠加快燒結(jié)時(shí)物質(zhì)的傳輸速率。而燒結(jié)助劑與基體形成的固溶，可以促進(jìn)缺陷數(shù)量的增加，達(dá)到活化晶格促進(jìn)致密化的目的。近來(lái)，有研究報(bào)道表明可通過(guò)在Al₂O₃引入添加劑，在Al₂O₃陶瓷中原位生成片晶，起到類似晶須對(duì)材料強(qiáng)韌化的作用，片晶分布均勻，與基體物理、化學(xué)相容性好，大大提高了材料的力學(xué)性能；另外，通過(guò)加入添加劑和預(yù)埋晶種可以獲得織構(gòu)化的顯微結(jié)構(gòu)。

就燒結(jié)助劑來(lái)說(shuō)，歸納起來(lái)有兩類：

（1）與Al₂O₃低溫生成液相的添加劑

與Al₂O₃低溫生成液相的添加劑有SiO₂、MgO、CaO、BaO、SrO等堿土金屬的氧化物，它們多為立方密堆積、NaCl型晶體結(jié)構(gòu)。

（2）與Al₂O₃晶體生成固溶體的添加劑