氧化铝陶瓷闪烧工艺的研究进展

氧化铝陶瓷具有硬度高、耐磨性能好、耐高温和优良的化学稳定性等特质特性。烧结是实现氧化铝陶瓷上述应用和特质特性的关键技术,常压烧结是氧化铝陶瓷的传统烧结工艺,但其缺点也越来越明显,如烧结温度高、烧结时间长、致密度低、晶粒异向生长或异常长大、显微组织粗化和力学性能降低等,严重阻碍了其进一步的发展。因此,从材料性能、环境及经济等方面考虑,降低氧化铝陶瓷烧结温度、缩短烧结时间、提高致密性、保持或提高性能成为亟须解决的课题。近年来,相继提出了热压烧结、热等静压烧结、微波烧结、微波等离子烧结、放电等离子烧结和闪烧等烧结工艺来解决上述问题。其中闪烧工艺具有烧结温度低、烧结时间短、晶粒细小甚至纳米化的微观组织等优势,是一种使氧化铝陶瓷致密化的非常有前途的烧结工艺。因此,闪烧工艺有望解决氧化铝陶瓷材料传统烧结工艺中存在的问题。本文综述了氧化铝陶瓷闪烧工艺自2010年报道以来的相关实验和理论研究进展,包括闪烧工艺的原理、实验平台的搭建、工艺参数对氧化铝陶瓷显微结构和性能的影响。阐述了闪烧工艺的烧结机理,当前存在的主要难点和挑战,并对闪烧工艺前景进行了展望。