纳米TiO2添加量对95氧化铝陶瓷材料性能的影响*

何 舜 高晓磊 刘 天 李 爽

(1 陕西华星电子集团有限公司 陕西 咸阳 712000)(2 咸阳澳华瓷业有限公司 陕西 咸阳 712000)

前言

氧化铝陶瓷是目前世界上生产量最大，应用面最广的陶瓷材料之一，广泛应用在机械、电子、化工、航天等领域[1-5]。与其他氧化物类陶瓷相比，不仅具有良好的机械性能和电性能，而且来源广泛，价格低廉。但纯氧化铝的烧结温度比较高，熔点高达2 050 ℃，因此对窑具的要求很高，较高的烧成温度对能源也造成了浪费，增加了企业的生产成本，在一定程度上限制了氧化铝陶瓷的应用和发展。

降低氧化铝陶瓷烧结温度的方法较为常见的有三种。第一种方法是将原材料工业氧化铝替换成超细氧化铝粉，提高原料氧化铝的活性，促进烧结[6-7]。第二种方法是采用特殊的烧结工艺，如热压烧结、等静压烧结、氢气气氛烧结[8-9]。前两种方法成本高、工艺复杂,不适宜于工业化生产。在工业氧化铝中添加廉价烧结助剂，通过晶体之间的液相烧结和固相烧结来降低烧结温度，具有工艺过程简单、生产成本低的优点，被广泛用于工业化生产[10-11]。

在烧结助剂中引入纳米材料可以显著提高氧化铝陶瓷材料的性能，如肖强等[12]发现纳米La2O3能够显著促进氧化铝陶瓷致密化，提高其力学性能。胡继林等[13]研究得出添加3%的纳米MnO2能够提高氧化铝陶瓷的抗弯强度和洛氏硬度至355.22 MPa和84.3 HRA。但多方面研究纳米TiO2对95氧化铝陶瓷性能影响的报道还比较少，因此笔者以CaO-MgO-SiO2-TiO2为烧结助剂，重点研究纳米TiO2添加量对95氧化铝陶瓷性能的影响。……