TiO2和CaO-Al2O3-SiO2复合烧结助剂对刚玉陶瓷烧结的影响

在以α-Al2O3为原料的刚玉陶瓷配料中,分别添加0、0.15%、0.30%、0.45%、0.60% 的TiO2和0、0.5%、1.0%、2.0%、4.0%的CaO-Al2O3-SiO2(CAS)玻璃,共组合出25组试验配方,以150 MPa压力干压成型为45 mm×5 mm×4 mm的试样,烘干后以5 ℃·min-1的升温速率升至1 550 ℃保温2 h烧成,然后检测烧后试样的相对密度、常温抗折强度和断裂韧性,并用扫描电镜观察烧后试样的显微结构.结果表明:引入TiO2能显著提高刚玉陶瓷的烧结致密化速率,但是引起晶粒的异向生长和异常长大,并使其断裂方式以沿晶断裂为主,试样力学性能也普遍较低;引入少量的CaO-Al2O3-SiO2易引起样品反致密化,只有CaO-Al2O3-SiO2的引入量大于1.3%才能有效地促进刚玉陶瓷的烧结,并抑制由0.6%的TiO2引起的严重的晶粒异向生长和异常长大,使材料的断裂方式向穿晶断裂转变,并使其力学性能逐渐回升.