两步常压烧结工艺对氧化铝陶瓷制备及性能的影响

采用高纯度氧化铝粉为原料,高纯MgO为烧结助剂,通过两步常压烧结工艺制备出了致密度较高的氧化铝陶瓷。探究了第一步烧结温度T1、第二步烧结温度T2的保温时间以及烧结助剂MgO的添加量的工艺条件对氧化铝陶瓷的致密度、微观形貌和力学性能的影响。结果表明,提高T1温度和延长T2温度下保温时间均能提高样品的相对密度。而随MgO添加量的增加,样品的相对密度先增加后降低。较高的T1温度和长的保温时间均会使样品的晶粒尺寸变大。由于MgO作为第二相添加剂的钉扎作用,MgO的加入有利于晶粒尺寸的降低。较长的保温时间会促进样品晶粒的生长并伴随晶粒的Ostwald熟化,小晶粒逐渐消失而大晶粒数量增加,粒径分布的不均匀性增加。样品的强度取决于致密化程度和晶粒尺寸。对于短时间保温的样品,当T1温度较高时力学性能较为出色,但随保温时间的增加呈现出相反的趋势。MgO添加量的增加虽然对晶粒有一定的细化作用,但会导致致密度下降,因此样品的强度随MgO添加量的增加先上升而后略有降低。