添加Zr^(4+)对ZnAl_(2) O_(4)尖晶石微观结构、致密度及热机械性能的影响

摘要

采用共沉淀法制备了添加0.5%~2.0%Zr^(4+)的ZnAl_(2) O_(4)尖晶石前驱体粉末(ZnO∶Al_(2)O_(3)摩尔比为1∶1)。将所得粉末单轴压制成圆柱形颗粒,并在1350℃下烧结1 h。研究了添加不同含量Zr^(4+)的ZnAl_(2) O_(4)陶瓷的烧结行为、相组成和微观结构。当Zr^(4+)含量为2.0%时,烧结密度达到纯ZnAl_(2) O_(4)陶瓷理论密度的97%以上。Zr^(4+)的添加量最高时,烧结体的残余弯曲强度可达120 kg/cm^(2)。烧结体的粉末XRD图谱表明,当添加量较高时,除了以ZnAl_(2) O_(4)尖晶石为主晶相外,还存在少量四方相ZrO_(2)。烧结体断面的SEM显微图片显示,添加Zr^(4+)的ZnAl_(2) O_(4)样品具有连贯统一的微观结构,细小晶粒分布均匀。