二元烧结助剂增强氧化铝陶瓷的微观结构及性能

摘要

Al_(2)O_(3)陶瓷广泛应用于刀具、激光冲击材料、路基基板、耐火材料等领域。本文以MgO和SiO_(2)作为烧结助剂,通过低成本无压烧结技术制备了Al_(2)O_(3)陶瓷,并研究了烧结温度和二元烧结助剂配比对Al_(2)O_(3)陶瓷力学性能和显微组织的影响。XRD和EDS分析结果表明,在样品中加入MgO和SiO_(2)后形成了尖晶石相(MgAl_(2)O_(4))。当烧结助剂总量固定、MgO的掺加量为20 wt%、烧结温度为1550°C时,烧结性能最佳。烧结样品的抗弯强度和密度的最大值分别为314 MPa和3.73 g/cm^(3)。适量SiO_(2)的加入有利于液相烧结形成和大孔隙的去除。同时,从样品的微观结构来看,少量MgO的掺入对晶粒细化产生了影响。综上表明,MgO和SiO_(2)是促进氧化铝陶瓷致密化和性能提升的理想烧结助剂。