氧化鋁陶瓷由于其具有高強度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、化學穩定性良好等優異的性能，同时原料來源廣泛、價格惠而不费，在電子、航空、機械、紡織、化工、建築等領域获得了非常廣泛的應用。然而，由于Al2O3的熔點高達2050℃，氧化鋁陶瓷的燒結溫度也較高，這就需要消耗大批的能源，同时對設備的要求也較高。因此，降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度非常重要。

目前降低氧化鋁陶瓷燒結溫度的方法很多，譬如降低氧化鋁粉的粒度、采用燒結工藝、添加燒結助劑等。

由于降低原料粉體粒度需要采用不同的預處理工藝,原料成本高、工藝複雜，而燒結技術往往要消耗能源，同時部分燒結方法難以控制燒結體形狀,在不添加任何助劑的情況下制得的氧化鋁陶瓷性能較差;因此，與其他方法相比，燒結助劑法具有成本低、结果好、工藝簡便的優點，同时通過摻雜改性技術可以大幅提高氧化鋁陶瓷的機電性能，是目前-種低溫燒結方法。

燒結助劑的作用機理

燒結是通過加熱使原料粉體産生顆粒粘結、經過物質遷移使粉末體産生強度並導致致密化和再結晶的過程。一般陶瓷粉體之因此難于燒結，原因就在于其晶格能較高、晶體結構穩定，質點擴散需要較高的活性，即燒結激活能大，因此需要較高的溫度。

为了达成促进烧结的目的，一方面可考虑活化晶格，降低中国粉体网，编辑整理烧结激活能，要紧通过掺杂破坏稳定的晶格结构使得晶体Cnpowder. cam. .cn.中产生缺陷或者引起晶格畸变来实现;另一方面可考虑加速扩散过程，要紧通过在体系中产生液相，液相通过外表张力作用产生颗粒粘结并填充气孔，同时使用“溶解-沉淀”机理，通过液相传质作用使溶解的小晶粒逐步在大晶粒外表沉积，达成促进烧结的结果。

常用燒結助劑體系

在實際生産中，單一助劑往往不能同時滿足其燒結和機電性能的要求，一般情況下單一助劑在降低燒結溫度的同時會導致陶瓷性能的降低，因此，采用多種不同助劑組成的複合添加劑要比單獨使用其中一種助劑更爲常見。

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CaO-MgO-SiO2體系

采用這一體系的燒結助劑，可在1500～1550℃左右合成氧化鋁基陶瓷。MgO對氧化鋁陶瓷的細晶顯微結構起了重要作用，MgO在燒結中能維持CaO/SiO2比，即維持燒結系統中的液相量，並有尖晶石、鎂鋁矽酸鹽、鋁矽酸鹽、鋁酸鹽等多種第二相晶體生成，對晶界移動具有釘紮作用；同時引入了少量的La2O3、Sm2O3等稀土氧化物，使Al2O3陶瓷的燒結溫度下降大約30℃，其外表顯微結構也有所改善，這主假如由于La2O3和Sm2O3爲網絡變性離子，能夠分解熔體網絡而促進燒結。

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MnO2-TiO2-MgO體系

通過进入MnO2-TiO2-MgO複相添加劑，在1300℃下可以獲得相對密度爲95%的氧化鋁陶瓷，其中MnO2可以促進燒結，而MgO起到了顯微結構穩定劑的作用，在MnO2和MgO含量一定的情況下，进入少量TiO2可使氧化鋁燒結獲得良好的力學性能，再进入過量的TiO2反而使強度降低。

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CuO-TiO2體系

這一體系助劑具有良好的低溫燒結特征。經研究發現，當摻入CuO-TiO2時，添加劑系統以形成液相的形式促進氧化鋁燒結，添加劑含量的增加有助于氧化鋁陶瓷的致密化，當CuO∶TiO2爲1∶2、添加量爲2wt%的時侯，在1300℃就能在無壓燒結情況下達到99%的相對密度，並通過燒結動力學研究获得氧化鋁樣品的激活能爲25.2kJ/mol，表明也许是鋁離子和氧離子的擴散過程控制了氧化鋁陶瓷的燒結。在此添加劑中繼續摻入SiO2後，在1400℃時生成了各向異性晶粒，可以改善其斷裂韌性。

總結

近年來學者們針對燒結助劑的研究已經做了大批工作，在滿足低溫燒成Al2O3陶瓷的同時，也在不斷提高其機械性能和電性能。但目前的研究成果大部分要紧還集中在實驗室階段，與實際生産聯系得不夠緊密。降低複合燒結助劑的制造成本，不同成形工藝對燒結助劑的不同要求，低熔點燒結助劑氧化物之間的作用機理，燒結助劑在不同溫度段的基礎理論等方面還有待進一步研究。