氧化铝陶瓷的降温烧结研究
摘 要
本文提出氧化铝陶瓷在航天、航空、发动机耐磨部件、电子瓷、陶瓷阀芯、刀具等方面均得到广泛应用。随着氧化铝陶瓷市场需求的不断扩大，氧化铝陶瓷烧结技术的革新也在不断进行之中。近几年来，氧化铝陶瓷的发展主要集中在降低氧化铝陶瓷的烧结温度，降低能耗，缩短烧成周期，减少窑炉和窑具损耗等方面。
对现代氧化铝陶瓷的要求，就是在降低成本的条件下，利用各种有效的方法使氧化铝陶瓷在更低的温度下烧结致密。本文在前人的设计基础上，以CuO-TiO2复合助剂和玻璃助剂为添加剂，采用溶胶-凝胶法低温合成纳米级氧化铝粉体，并采用DTA-404PC高温差热分析仪和WRT-3P微量热天平分析仪对干凝胶进行差热（DTA)-失重（TG）分析，测试气氛为空气，升温速率为10 ℃·min-1。采用ARL XTRA型X射线衍射仪对粉体进行物相分析，Cu Kα辐射(λ = 0.15406 nm)，管压40 kV，管流80 mA，测量范围2θ = 10~80°。将粉体放入无水乙醇中超声波分散10min，然后置于铜网上利用透射电镜进行观察。结果发现，通过制备上述添加剂的纳米级氧化铝粉体，能有效的降低其烧结温度。
关键词：溶胶-凝胶 氧化铝 纳米粉体 低温合成
目 录
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英文摘要 ii
目录 iii
第一章 概述 1
1.1 氧化铝陶瓷 1
1.2 氧化铝陶瓷的低温烧结技术 1
1.2.1 通过提高Al2O3粉体的细度与活性降低瓷体烧结温度 2
1.2.2 通过瓷料配方设计掺杂降低瓷体烧结温度 3
1.2.3 采用特殊烧成工艺降低瓷体烧结温度 5
1.3 纳米氧化铝的结构与应用 5
1.3.1 纳米氧化铝概述 5
1.3.2 纳米氧化铝结构 6
1.3.3 纳米氧化铝的应用 6
1.4 纳米氧化铝的制备方法 7
1.4.1 固相法 7
1.4.2 气相法 7
1.4.3 液相法 8
1.5 纳米氧化铝制备存在的问题 8
1.6 CuO和TiO2复相添加剂对氧化铝陶瓷烧结性能的影响 8
1.7 立题依据与研究内容 9
第二章 以CuO-TiO2氧化物助剂为先驱体的纳米Al2O3的制备与表征 10
2.1 实验过程 10
2.2 结果与讨论 10
2.2.1 干凝胶的差热-失重分析 10
2.2.2 粉体的物相分析 13
2.2.3 粉体的微观形貌 14
2.2.4 粉体的激光粒径分析 15
2.3 结论 16
第三章 玻璃先驱体对溶胶-凝胶合成纳米氧化铝的影响 17
3.1 实验过程 17
3.2 结果与讨论 17
3.2.1 干凝胶的差热-失重分析 17
3.2.2 干凝胶煅烧后的物相分析与粉体粒径测算 19
3.2.3 粉体的微观形貌 20
3.2.4 粉体的激光粒径分析 21
3.3 结论 22
第四章 结论 23
致谢 24
参考文献 25
