本文以纳米锐钛矿、纳米金红石和亚微米级TiO<,2>为原料，采用高温热膨胀仪、X-射线衍射仪、扫描电镜、透射电镜和原子力显微镜等分析测试手段，研究了烧结曲线及显微结构，粒径和烧结速率对烧结行为的影响，及纳米金红石主烧结曲线。 利用Coble烧结理论，比较纳米锐钛矿和纳米金红石TiO<,2>以及纳米和亚微米级TiO<,2>烧结曲线，结果发现：纳米金红石烧结中期的起止温度为765℃～995℃，纳米锐钛矿为490℃～1000℃，亚微米锐钛矿为975℃～1065℃；纳米金红石烧结收缩起始温度及最大致密化速率出现的温度分别750℃和920℃，纳米锐钛矿由于相变对应的温度分别降为450℃和880℃。断口形貌表明：纳米锐钛矿和金红石样品在1000℃之前的晶粒生长主要由团聚体内部小颗粒之间的相互粘结引起，1000℃之后的晶界移动使得晶粒长大为具有规则形状的多面体。 对比研究了不同粒径和不同升温速率TiO<,2>的烧结行为，纳米锐钛矿致密化速率曲线出现两个峰值，其中一个是相变峰，一个是烧结峰；而亚微米级只有一个，相变峰和烧结峰重合。纳米锐钛矿样品相对密度为66.8％时，出现最大致密化速率，而亚微米级样品为73.1％。低升温速率烧结时，纳米金红石烧结体致密化程度高，同时其达到最大致密化速率时对应的温度要低。 根据Hansen James D提出的全期烧结模型，建立了纳米金红石TiO<,2>的主烧结曲线，利用所得到的主烧结曲线预测了样品的相对密度，结果与阿基米德法实测值吻合，证明了主烧结曲线只是温度和时间的函数，与烧结路径无关。同时根据主烧结曲线计算求得其烧结激活能为105 KJ/mol。主烧结曲线可以预测陶瓷烧结收缩量和最终相对密度，准确描述烧结全程的致密化过程和烧结行为。