燒結是(shì)通(tòng)过(guò)加热(rè)使原料粉體(tǐ)産生(shēng)颗(kē)粒(lì)粘結、經(jīng)过(guò)物(wù)质遷移使粉末(mò)體(tǐ)産生(shēng)强度(dù)並(bìng)導致(zhì)致(zhì)密化(huà)和(hé)再結晶的(de)过(guò)程。普通(tòng)陶瓷粉體(tǐ)之(zhī)所(suǒ)以(yǐ)難于燒結，原因(yīn)就(jiù)在(zài)于其(qí)晶格能(néng)較高(gāo)、晶體(tǐ)結构穩定，质點(diǎn)擴散(sàn)需要(yào)較高(gāo)的(de)活性(xìng)，即燒結激活能(néng)大(dà)，因(yīn)此(cǐ)需要(yào)較高(gāo)的(de)温(wēn)度(dù)。

常用燒結助劑體(tǐ)系(xì)

在(zài)實(shí)際生(shēng)産中，單一(yī)助劑往往不(bù)能(néng)同(tóng)时(shí)滿足其(qí)燒結和(hé)機(jī)電(diàn)性(xìng)能(néng)的(de)要(yào)求，一(yī)般情(qíng)況下(xià)單一(yī)助劑在(zài)降低(dī)燒結温(wēn)度(dù)的(de)同(tóng)时(shí)会(huì)導致(zhì)陶瓷性(xìng)能(néng)的(de)降低(dī)，因(yīn)此(cǐ)，采用多(duō)种不(bù)同(tóng)助劑組成(chéng)的(de)複合添加劑要(yào)比單獨使用其(qí)中一(yī)种助劑更(gèng)为(wèi)常见。

1、CaO-MgO-SiO2體(tǐ)系(xì)

采用这(zhè)一(yī)體(tǐ)系(xì)的(de)燒結助劑，可(kě)在(zài)1500～1550℃左(zuǒ)右合成(chéng)氧化(huà)鋁(lǚ)基陶瓷。MgO对(duì)氧化(huà)鋁(lǚ)陶瓷的(de)细(xì)晶顯微結构起(qǐ)了(le)重(zhòng)要(yào)作(zuò)用，MgO在(zài)燒結中能(néng)維持(chí)CaO/SiO2比，即維持(chí)燒結系(xì)統中的(de)液相量(liàng)，並(bìng)有(yǒu)尖晶石(dàn)、鎂鋁(lǚ)矽酸(suān)盐(yán)、鋁(lǚ)矽酸(suān)盐(yán)、鋁(lǚ)酸(suān)盐(yán)等多(duō)种第(dì)二(èr)相晶體(tǐ)生(shēng)成(chéng)，对(duì)晶界移動(dòng)具有(yǒu)釘紮作(zuò)用，它(tā)们(men)地抑制了(le)晶粒(lì)的(de)生(shēng)长(cháng)；同(tóng)时(shí)引入(rù)了(le)少(shǎo)量(liàng)的(de)La2O3、Sm2O3等稀土(tǔ)氧化(huà)物(wù)，使Al2O3陶瓷的(de)燒結温(wēn)度(dù)下(xià)降大(dà)約30℃，其(qí)表面(miàn)顯微結构也(yě)有(yǒu)所(suǒ)改善，这(zhè)主(zhǔ)要(yào)是(shì)由(yóu)于La2O3和(hé)Sm2O3为(wèi)网(wǎng)絡變(biàn)性(xìng)離子，能(néng)夠分(fēn)解熔體(tǐ)网(wǎng)絡而(ér)促進(jìn)燒結。

2、MnO2-TiO2-MgO體(tǐ)系(xì)

通(tòng)过(guò)加入(rù)MnO2-TiO2-MgO複相添加劑，在(zài)1300℃下(xià)可(kě)以(yǐ)獲得相对(duì)密度(dù)为(wèi)95%的(de)氧化(huà)鋁(lǚ)陶瓷，其(qí)中MnO2可(kě)以(yǐ)促進(jìn)燒結，而(ér)MgO起(qǐ)到(dào)了(le)顯微結构穩定劑的(de)作(zuò)用，在(zài)MnO2和(hé)MgO含量(liàng)的(de)情(qíng)況下(xià)，加入(rù)少(shǎo)量(liàng)TiO2可(kě)使氧化(huà)鋁(lǚ)燒結獲得良好(hǎo)的(de)力學(xué)性(xìng)能(néng)，再加入(rù)过(guò)量(liàng)的(de)TiO2反(fǎn)而(ér)使强度(dù)降低(dī)。

3、CuO-TiO2體(tǐ)系(xì)

这(zhè)一(yī)體(tǐ)系(xì)助劑具有(yǒu)良好(hǎo)的(de)低(dī)温(wēn)燒結特性(xìng)。經(jīng)研究发現(xiàn)，當摻入(rù)CuO-TiO2时(shí)，添加劑系(xì)統以(yǐ)形成(chéng)液相的(de)形式促進(jìn)氧化(huà)鋁(lǚ)燒結，添加劑含量(liàng)的(de)增加有(yǒu)助于氧化(huà)鋁(lǚ)陶瓷的(de)致(zhì)密化(huà)，當CuO∶TiO2为(wèi)1∶2、添加量(liàng)为(wèi)2wt%的(de)时(shí)侯，在(zài)1300℃就(jiù)能(néng)在(zài)無壓燒結情(qíng)況下(xià)达(dá)到(dào)99%的(de)相对(duì)密度(dù)，並(bìng)通(tòng)过(guò)燒結動(dòng)力學(xué)研究得到(dào)氧化(huà)鋁(lǚ)樣(yàng)品的(de)激活能(néng)为(wèi)25.2kJ/mol，表明(míng)可(kě)能(néng)是(shì)鋁(lǚ)離子和(hé)氧離子的(de)擴散(sàn)过(guò)程控制了(le)氧化(huà)鋁(lǚ)陶瓷的(de)燒結。在(zài)此(cǐ)添加劑中繼續摻入(rù)SiO2後(hòu)，在(zài)1400℃时(shí)生(shēng)成(chéng)了(le)各(gè)向(xiàng)异(yì)性(xìng)晶粒(lì)，可(kě)以(yǐ)改善其(qí)斷裂韌性(xìng)。

總(zǒng)結

近(jìn)年(nián)来(lái)學(xué)者(zhě)们(men)針(zhēn)对(duì)燒結助劑的(de)研究已經(jīng)做了(le)大(dà)量(liàng)工作(zuò)，在(zài)滿足低(dī)温(wēn)燒成(chéng)Al2O3陶瓷的(de)同(tóng)时(shí)，也(yě)在(zài)不(bù)斷提(tí)高(gāo)其(qí)機(jī)械性(xìng)能(néng)和(hé)電(diàn)性(xìng)能(néng)。但目前(qián)的(de)研究成(chéng)果(guǒ)大(dà)部(bù)分(fēn)主(zhǔ)要(yào)還(huán)集中在(zài)實(shí)验(yàn)室(shì)階(jiē)段(duàn)，與(yǔ)實(shí)際生(shēng)産聯系(xì)得不(bù)夠紧密。降低(dī)複合燒結助劑的(de)制造成(chéng)本，不(bù)同(tóng)成(chéng)形工藝对(duì)燒結助劑的(de)不(bù)同(tóng)要(yào)求，低(dī)熔點(diǎn)燒結助劑氧化(huà)物(wù)之(zhī)間(jiān)的(de)作(zuò)用機(jī)理(lǐ)，燒結助劑在(zài)不(bù)同(tóng)温(wēn)度(dù)段(duàn)的(de)基礎理(lǐ)論等方(fāng)面(miàn)還(huán)有(yǒu)待進(jìn)一(yī)步研究。