张汪年 邓 宁 许 欢 赵亚军 鞠银燕

九江学院材料科学与工程学院 江西九江332005

CaZrO3材料熔点高、抗热震性好、导电性能较高等，具有良好的应用前景［1－3］。但自然界中没有天然生成的CaZrO3，只能通过人工合成。目前CaZrO3合成方法有共沉淀法、高温固相烧结法、水热法、燃烧法、溶胶－凝胶法等［4－7］。高温固相烧结法具有制备工艺简单等优点，被大量使用，但制备过程中存在烧结温度高，能量消耗大，导致生产成本过高，且制备的CaZrO3致密性差等缺点。为了改善CaZrO3的性能，学者们通过添加少量Al2O3、SiO2、CuO、稀土氧化物等，提高CaZrO3在低温下的烧结密度，减小其气孔率［8－11］。但稀土氧化物价格昂贵，不能用于实际大量生产中。CuO等添加剂在烧结过程中会产生低熔点相，影响CaZrO3材料的使用性能。而Co2O3在高温下分解为CoO，在烧结过程中CoO可以与CaO发生固溶反应，使CaO产生晶格畸变，提高CaZrO3材料烧结后的密度。因此，本工作中在ZrO2和Ca（OH）2中掺杂少量Co2O3，采用高温固相烧结法制备了CaZrO3，分析了Co2O3含量对CaZrO3烧结性能的影响及影响机制。

1 试验

试验原料为：分析纯Ca（OH）2，w（Ca（OH）2）＞99.5%，粒度约为7.4μm；分析纯ZrO2，w（ZrO2）＞99.0%，粒度约为4.5μm；分析纯Co2O3，w（Co2O3）＞99.5%，粒度约为4.5μm。

ZrO2和Ca（OH）2按1∶1的物质的量比称量，分别加入质量分数为0、0.5%、1%、1.5%和2%的Co2O3。先将各组试样装入球磨罐中，放入不同粒径刚玉球，用行星球磨机以300 r·min－1混合3 h。再经压力机在200 MPa压力下压制成φ20 mm×20 mm的圆柱试样，在200℃保温24 h。最后，试样于硅钼棒烧结炉中分别在1 500、1 550和1 600℃保温3 h烧成。

按GB／T 2997—2015测定烧后试样的体积密度和显气孔率，按GB／T 5988—2007检测烧后试样的线变化率；试样高温烧结后经不同粒度磨料抛光后，用超声器清洗干净，用扫描电镜观测其显微形貌；……