锂辉石对陶瓷烧结性能的影响.pdfVIP

第 42卷 第 7期 中 国 陶 瓷 Vol.42 No.7 2006年 7月 July.2006 研究与开发 文章编号：1001-9642（2006）07-0030-03 锂辉石对陶瓷烧结性能的影响 曹 爱 红 （华南理工大学， 广州 510641） 【摘 要】:钛酸铝陶瓷在烧结过程中会产生很多微 3 3 密度也由3.2g/cm转化为2.4g/cm。β-锂辉石具 裂纹，难以烧成致密结构，以β—锂辉石为添加剂，其 有低的热膨胀系数和熔点，可以作为陶瓷的液相烧结 在高温时熔融为液相，利用陶瓷晶粒在液相中的重排 助剂使用。研究中采用锂辉石做添加剂，利用锂辉石 和粘性或塑性流动，可获得高致密的钛酸铝陶瓷，并 通过扫描电镜对观察陶瓷的显微结构进行分析。在钛 在较低的温度下形成液相，此液相会对钛酸铝颗粒起 酸铝陶瓷基体中加10%锂辉石1420℃保温2小时，可 包裹、润滑作用，在一定的条件下吸收弹性应变能，减 以将材料的体积密度提高到90.8%,吸水率降低到5. 少裂纹的形成，同时可以降低材料的分解。所以主要 8%。 研究锂辉石对材料烧结行为、致密化及显微结构的影 【关键词】:钛酸铝，锂辉石，烧结 响。 引 言 一般情况下，通过完全固相扩散对绝大多数特种 陶瓷物料来说是很可能获得致密制品的。钛酸铝陶瓷 (AT)由于不同晶轴方向热膨胀系数有很大差异，在烧 结过程中会产生很多微裂纹，降低了其致密度，使气 孔率增加而导致抗弯强度和弹性模量降低。因此，当 烧结温度不很高时，MAT材料难以烧成致密结构，若 能利用晶粒在液相中的重排和粘性或塑性流动，就有 可能获得较高致密的烧结陶瓷。β—锂辉石 （β— LAS）是一种低膨胀材料，高温时熔融为液相，促进陶 瓷的烧结和致密度的提高。在冷却过程中作为粘结剂 可增强晶粒间相互连接，有助于减小钛酸铝陶瓷内应 力引起的开裂程度。因此，在MAT陶瓷材料中引入锂 图1 锂辉石的晶体结构 辉石将可能有助于改善陶瓷的性能。 复相陶瓷材料的烧结行为要比单相材料复杂得 1 实 验 多。目前很多研究着眼于第二掺杂相对材料烧结性能 的影响，通过计算机模拟，假定模型研究二相材料中 所用主要原料是以工业纯原料氧化铝粉和化学纯 的晶体生长，其结果与实际条件下复相材料的烧结行 二氧化钛粉按摩尔比1：1混合后经球磨、干燥，然后 为相差较大，因为实际复相材料中，第二相加入物的 在1420℃保温100min合成的氧化镁改性钛酸铝粉 活性、大小等都可能对材料的烧结产生影响。纯钛酸 （MAT）。以煅烧锂辉石粉为添加剂，加入量分别是2. 铝是一种难以实现致密化烧结的陶瓷材料，所以钛酸 5%, 5%, 7.5%, 10%,用湿法球磨24小时，料球水比 铝的烧结通常采用FeO，MgO，ZrO等氧化物做添加 为1：4：1，干燥后半干压成型，烘干，然后在电炉中 2 3 2 [1-5] 烧成。 剂 ，这可以提高材料的机械性能，但是对于降低烧 结温度，促使材料致密化及降低材料的抗热震性的作 将烧成钛酸铝陶瓷 （LAT）样品用煮沸法算出吸 用不大。因此，采用具有低熔点、低膨胀系数的添加 水率，并按照国家标准(GB/T2998