納米陶瓷粉體的制備及其電場輔助燒結(jié)研究.pdf

1、燒結(jié)是陶瓷材料制備過程中一個十分重要的環(huán)節(jié)。然而，陶瓷材料的燒結(jié)致密化溫度普遍較高，且燒結(jié)時間長，使得陶瓷材料的制備能耗大；長時間的高溫?zé)Y(jié)易使晶粒發(fā)生異常長大，造成微結(jié)構(gòu)的不均勻，降低其物理化學(xué)性能。因此，降低陶瓷材料的燒結(jié)溫度，縮短燒結(jié)時間具有重要的意義。先是制備出了ZrO2，ZrO2-Al2O3和ITO納米顆粒粉體，探討了制備條件對陶瓷粉體的相變、形貌、尺寸和團聚狀況的影響。此后，研究了ZrO2和ZrO2-Al2O3納米粉體在電場

2、輔助下的燒結(jié)行為，探討了電場強度，電流密度對陶瓷致密化過程的影響規(guī)律。
　　研究發(fā)現(xiàn)，采用高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法制備ZrO2粉體時，隨著A:Zr（A為丙烯酰胺）摩爾比的增加，粉體的粒徑減小，團聚程度降低。在電場輔助燒結(jié)ZrO2陶瓷的過程中，在一定燒結(jié)溫度下，電流會急劇增大，電場強度越大，電流發(fā)生突變的溫度越低。設(shè)置電場強度為300 V/cm，在不同的電流密度下對ZrO2樣品在800℃燒結(jié)1 h，發(fā)現(xiàn)隨著電流密度的增加，樣品的相對密度和晶

3、粒尺寸也會隨之增加。
　　采用高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法制備Al2O3-ZrO2粉體時，隨著A:Al-Zr摩爾比的增加，粉體的粒徑減小，團聚程度有所降低。在電場輔助燒結(jié)Al2O3-ZrO2陶瓷的過程中，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)粉體中Al2O3和ZrO2摩爾比為2/1時，通過樣品的電流密度開始時隨著溫度的升高而緩慢增大，通過陶瓷坯體的電流不足以使樣品燒結(jié)致密；當(dāng)粉體中Al2O3和ZrO2摩爾比為1/2時，樣品中電流密度在一定的燒結(jié)溫度下急劇增大，且隨著電