氧化铝陶瓷是以α-Al₂O₃粉体为主要原料、刚玉相为主晶相的一种材料,因其具有机械强度高、介质损耗小、电阻率大、耐磨损、耐腐蚀、耐高温等一系列优良性能,在机械、汽车、化工、建材、涂料、电子等行业得到了广泛的应用。然而由于Al₂O₃离子键强等特点,导致氧化铝陶瓷的烧结温度普遍偏高,提高了生产成本和能耗。本论文以粗粒径的Al₂O₃粉体为原料,采用固相烧结工艺,通过添加烧结助剂来降低氧化铝陶瓷的烧结温度。详细研究了四种单一添加剂（TiO₂、CuO、MnO₂和Fe₂O₃）对氧化铝陶瓷烧结性能的影响。研究结果表明:这四种添加剂都能降低氧化铝陶瓷的烧结温度。其中,TiO₂能与Al₂O₃在1280℃发生固相反应,对氧化铝陶瓷烧结的影响最显著;CuO在1200℃开始形成液相在高温下能产生液相烧结,对氧化铝陶瓷烧结的影响较显著;MnO₂和Fe₂O₃与Al₂O₃发生固相反应的温度较高,对氧化铝陶瓷烧结的影响不显著。在此基础上,创新性的研究了二元添加剂在降低氧化铝陶瓷烧结温度过程中的共同作用机理。通过大量的探索性实验,选取TiO₂和CuO组成二元添加剂,并确定了氧化铝陶瓷的最佳配方:Al₂O₃ 95 wt%、TiO₂ 4 wt%、CuO 1 wt%。定量研究了TiO₂-CuO对氧化铝陶瓷烧结的影响,系统分析了二元添加剂的作用机理。研究结果表明:CuO在1200℃时会产生液相,从而使得Al₂O₃和TiO₂之间的固相反应提前发生,这种固相反应烧结能极大的促进晶粒的生长和陶瓷的致密化;同时,在晶粒生长的过程中,CuO液相能很好的润湿晶粒表面,阻止了晶粒异常长大和微裂纹的产生。详细研究了原料比和温度对陶瓷的相对密度、抗弯强度、微观结构等的影响。并通过正交实验优化了配方及工艺参数,其结果为:球磨时间1 h,烧成温度1450℃,保温时间2 h。在此条件下制备出了相对密度98.2%、抗弯强度342±21 MPa的氧化铝陶瓷。而相同条件下纯氧化铝陶瓷的相对密度为57.3%、抗弯强度为198±12MPa。本论文在较低温度下制备了性能优良的氧化铝陶瓷,为高铝瓷行业的节能减排与降低成本提供了有效的理论支持和实践途径,具有非常重要的社会经济意义。