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CuO--TiO₂复合助剂低温烧结氧化铝陶瓷的机理(I)

张斌王焕平马红萍徐时清李登豪周广淼

材料研究学报

向氧化铝陶瓷中添加总量固定、但m(CuO)/m(TiO₂)不同的CuO--TiO₂复合助剂, 研究其对氧化铝陶瓷烧结性能、微观结构以及物相组成的影响, 揭示复合助剂的低温烧结机理. 结果表明, CuO与TiO₂不易发生化合反应, 分别以液相烧结和固相反应烧结来促进氧化铝陶瓷的致密化进程; TiO₂与AL₂O₃反应生成A₁₂Ti₇O₁₅的固相烧结, 比CuO的液相烧结更能有效地促进陶瓷的晶粒生长与致密化. 在TiO₂固相烧结的基础上适当引入CuO液相, 能够最大程度地降低氧化铝陶瓷的烧结温度; 当在50 g Al₂O₃粉体中添加总量为0.025 mol的CuO--TiO₂复合助剂, 并使m(TiO₂)/m(CuO+TiO₂)为0.80时, 氧化铝陶瓷在1250 ℃烧结后其密度达到理论密度的98%以上.

关键词: 无机非金属材料 , Al₂O₃ , sintering additive , liquid phase sintering , solid–state reaction sintering