郑立辉，程 寓，汪家傲，王子祥，殷增斌

(南京理工大学 工信部高端装备制造技术协同创新中心，江苏 南京 210000)

0 引言

微波烧结是利用材料在电磁场中的介质损耗产生热量，以整体加热的方式快速达到烧结温度实现致密化的新型烧结工艺。大量研究表明，微波烧结可显著提高升温速率，降低烧结温度，提高刀具力学性能[1-3]。

微波烧结快速升温的特点有利于制备晶粒细密、组织均匀的刀具试样，但容易引起升温过程难以控制、刀具温度分布均匀性差的问题，进而影响整体力学性能。从目前研究来看，为了提高微波加热温度场均匀性，主要通过改善微波腔体内的电磁场分布均匀性[4]、优化微波馈口布置[5]、调节微波频率[6]、改变烧结试样在谐振腔内的位置和减小试样尺寸[7]等方式。由于Al2O3基陶瓷材料低温段的相对介电常数较小，吸波能力差，烧结制备时需要采用辅助加热材料（目前常用的辅热材料主要有SiC、Fe3O4、MoSi2、ZrO2等[8]）。辅热材料吸波能力强，可促进Al2O3基陶瓷刀具低温时快速升温至能自体发热的温度，同时在高温时起到保温作用。但是辅热材料的使用也存在一些问题，以常用的辅热材料SiC 为例，SiC 自身的介电损耗会消耗很大部分微波功率。同时，由于SiC电导率随温度升高而变大，SiC 反射部分微波，进而导致烧结试样微波功率分配不足，微波烧结效率降低。ZrO2电导率低且随温度变化小，可以在SiC 中添加一定比例的ZrO2提高微波的穿透性从而提高加热效率。

本文以微波……