周耀++莫青谊++江夏

摘 要：本文在Al2O3、ZrO2 原料中掺加入10wt%的高纯SiC粉，进行快速热压烧结，得到完整的致密无孔的制品。其各自的力学性能与相应无压烧结的制品相比有一定程度的提高。通过SEM分析内部微观结构发现，SiC是以颗粒弥散方式分布于制品内部，SiC的加入改善了材料的热性能，如：热膨胀系数、热导率等，使制品能快速烧结而不开裂。

关键词：Al2O3；ZrO2；SiC；颗粒弥散；热压烧结

1 前言

Al2O3、ZrO2是目前得到广泛应用的工程结构陶瓷材料，这两种陶瓷材料具有良好的机械力学性能，如：高硬度、高抗折强度，以及耐高温、耐腐蚀等，可作为耐磨轴、套、阀、密封件等多种用途。由于Al2O3、ZrO2属离子键化合物，在正常空气条件下高温较易烧结，所以，制备生产这两种陶瓷产品的烧结过程大部分是在空气气氛中经无压烧结而成。只是在制备透明Al2O3产品时较多使用氢气气氛。对于这两种材料，正常的空气气氛无压烧结就可以得到接近理论密度的产品。如：99 Al2O3的密度可达到3.9 g/cm3左右，3Y- ZrO2制品密度可达到6.0 g/cm3左右。

在有些高端用途，如：工业刀具、耐磨轴等，为进一步提高材料的密度、硬度等指标，完全消除制品的内部封闭气孔等缺陷，提高使用寿命，可采用热压方式对Al2O3、ZrO2材料进行烧结。考虑到这两种材质的热膨胀系数较高（8～10×10-6/℃），而热导率不高（20～40 W/m·K），与热压炉内的石墨材质配件和石墨模具有较大差异。因此，在热压烧结时，需调整好工艺参数，延长升降温时间，延长烧成周期。这样一方面降低了效率；另一方面因热压本身的特点易造成材料内部的应力不均，影响制品的质量。……