吴 洋 吴伯麟

(1 桂林理工大学材料科学与工程学院 广西 桂林 541004) (2 广西壮族自治区新材料及制备新技术重点实验室 广西 桂林 541004)

前言

氧化铝陶瓷因其具有高强度、高硬度、耐磨损以及优良的高温物理性能越来越受到各行业的青睐。由于氧化铝中的Al-O键的键能较高，化学性能较为稳定，导致氧化铝的烧结温度过高，纯氧化铝陶瓷的烧结温度高达1 800～1 900 ℃。因此，经常在其配方中加入烧结助剂，在不影响氧化铝陶瓷性能的情况下尽可能地降低其烧结温度。稀土氧化物具有特殊的性能，有研究表明：在氧化铝陶瓷中加入稀土氧化物能够改善陶瓷的微观结构，提高陶瓷的物理化学性能。薄占满，等[1]通过对CaO-MgO-Al2O3-SiO2四元系统研究发现，添加稀土氧化物 La2O3和 Sm2O3，在1 400～1 430 ℃能够烧结出高性能氧化铝陶瓷(Al2O3含量为96%)；滨野健也，等[2]在研究了一系列稀土氧化物对氧化铝陶瓷烧结性能的影响后,得出了稀土氧化物在低温烧结时会抑制氧化铝的致密化，并且在1 500 ℃时,Er2O3和Sm2O3都能促进氧化铝的烧结；郭瑞松，等[3]在氧化铝原料中掺入La2O3、CeO2，在1 400 ℃下烧结得到了强度为500 MPa，断裂韧性为6.0 MPa/m-1/2的高性能氧化铝陶瓷，极大地改善了氧化铝陶瓷的性能。

1 实验

1.1 实验原料及准备

所用氧化铝粉末为工业级α-Al2O3，加入2%(CaCO3、MgO、SiO2)的烧结助剂，实验用Pr(OH)3为自制，将Pr(NO3)3·10H2O溶于水，用氨水作为沉淀剂，控制pH值为8，沉淀完全后，抽滤、沉淀，用蒸馏水洗涤数次后烘干备用，实验所用Pr6O11是将所得Pr(OH)3置于高温炉中，以3 ℃/min升温到500 ℃后保温70 min制得，实验配料如表1所示。将原料置于尼龙球磨罐中球磨48 h，取出在110 ℃下烘干造粒，然后将粉料在冷静压装置中110 MPa下压制成形，并置于硅钼炉中，在1 575～1 650 ℃进行无压烧结，自然冷却后进行性能测试。……