氧化铝陶瓷是一种以α—Al<,2>O<,3>为主晶的陶瓷材料，是目前市场应用最广泛的先进陶瓷之一。但是氧化铝陶瓷很难烧结，并且烧结需要很高的温度，能耗较大，造成生产氧化铝陶瓷产品成本较高，并且高温下质量难以控制，给生产企业的生产带来了很多不利因素，针对此问题，本课题对氧化铝陶瓷低温烧结掺杂以及利用加入添加剂改善其性能进行了较深入的研究。 本文与工厂生产相结合，以工厂生产工艺为基础，采用单因素分析法以及正交实验分析法，以α—Al<,2>O<,3>、高岭土、滑石、CaCO<,3>、BaCO<,3>为原料，对各种添加剂以及添加剂的含量进行了较细致的调节，并对它们的作用机理进行了探讨。 首先利用液相烧结原理，引入了SiO<,2>-MgO-CaO-BaO系添加剂来降低烧结温度，并且对该系添加剂对促进氧化铝陶瓷烧结的机理进行了探讨。研究发现：加入SiO<,2>-MgO-CaO-BaO系添加剂能有效促进氧化铝陶瓷的烧结，使氧化铝陶瓷在保持其力学性能不变的情况下使烧结温度降低40℃；该系添加剂各物质含量对氧化铝陶瓷的烧结以及对其性能也有较大影响，CaO含量在0.84％较合适，MgO含量在1.21％较合适，高岭土在低温下加入量较少为宜，在高温度下加入量在一定范围内增加可有效提高氧化铝陶瓷性能。SiO<,2>/CaO的比值在9.86左右时，氧化铝陶瓷的性能较好；SiO<,2>/MgO的比值在4.67左右时氧化铝陶瓷的性能较好；最后经过L<,9>(3<4>)正交表实验分析得到90瓷最优熔剂比例是：SiO<,2>：MgO：BaO：CaO=7.82∶1.71∶1.75∶ 1。 然后，又对添加稀土氧化物对氧化铝陶瓷烧结性能的影响进行了研究，并且对稀土氧化物对氧化铝陶瓷的作用机理进行了探讨。研究发现：加入稀土氧化物能够有效促进烧结，尤其是对提高氧化铝陶瓷的耐磨性能有较为显著的影响。 本实验先研究了加入单一稀土氧化物(Y<,2>O<,3>、La<,2>O<,3>、CeO<,2>、Sm<,2>O<,3>、Dy<,2>O<,3>、Nd<,2>O<,3>六种稀土氧化物)对氧化铝陶瓷烧结及其性能的影响，研究发现：各稀土氧化物(除CeO<,2>的含量大约在0.2-0.6％之间时氧化铝陶瓷的性能是较好的，但含量太多反而对氧化铝陶瓷的性能无益； Dy<,2>O<,3>、Nd<,2>O<,3>对促进烧结的效果非常明显，在1490烧结条件下得到的氧化铝陶瓷相对密度可达96.2％，并能够有效提高其性能；高温阶段，稀土氧化物(除CeO<,2>)都能有效提高氧化铝陶瓷的性能，促进烧结使制品更致密化。 最后，采用L<,18>(lx3<7>)正交设计表进行正交实验，根据实验结果，确定了优 化实验配方，并对优化配方进行了性能分析，分析结果发现，添加Y<,2>O<,3>+CeO<,2>、Y<,2>O<,3>+La<,2>O<,3>、Sm<,2>O<,3>+Y<,2>O<,3>、Sm<,2>O<,3>+La<,2>O<,3>+Dy<,2>O<,3>复合稀土氧化物，在合适的含量下，比添加单一的稀土氧化物效果要好，微观结构分析表明，复合添加剂能抑制氧化铝晶粒异常长大，细化晶粒，使晶粒尺寸较均匀形成致密化结构，得到的制品不但致密度有所提高，气孔率也明显下降，耐磨性能也大大提高。尤其是添加0.2％Y<,2>O<,3>+0.2％CeO<,2>在1490℃烧结条件下得到的制品相对密度可达96.2％，耐磨性能良好。 经过配方的调节研制，研究发现，在1490℃烧结条件下，部分配方的氧化铝陶瓷制品，有较高的致密度，且有较好的耐磨性能，达到甚至超过了工厂1530℃烧结制品的性能，完全可以达到应用的要求，这就意味着研制的新配方可降低烧成温度40℃。