中國粉體網訊 氧化鋁陶瓷具有多種優勢，它的機械強度高、硬度大、高頻介電損耗小，又因為它的原料來源廣、價格相對便宜、加工技術較為成熟，因此，它被廣泛地應用于電子、電器、機械、紡織和航空航天等領域。這也奠定了它在陶瓷材料領域的高地位。據悉，氧化鋁陶瓷是目前世界上用量最大的氧化物陶瓷材料。
氧化鋁陶瓷是一種以Al2O3為主要原料，以剛玉(α—Al2O3)為主晶相的陶瓷材料。由于氧化鋁熔點高達2050℃，導致氧化鋁陶瓷的燒結溫度普遍較高(參見表一中標準燒結溫度)，從而使得氧化鋁陶瓷的制造需要使用高溫發熱體或高質量的燃料以及高級耐火材料作窯爐和窯具，這在一定程度上限制了它的生產和更廣泛的應用。因此，降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度，降低能耗，縮短燒成周期，減少窯爐和窯具損耗，從而降低生產成本，一直是企業所關心和急需解決的重要課題。
目前，對氧化鋁陶瓷低溫燒結技術的研究工作已很廣泛和深入，從75瓷到99瓷都有系統的研究，也已取得顯著成效。
縱觀當前各種氧化鋁瓷的低溫燒結技術，歸納起來，主要是從原料加工、配方設計和燒成工藝等三方面來采取措施，下面分別加以概述。
一、通過提高Al2O3粉體的細度與活性降低瓷體燒結溫度
Al2O3粉體的顆粒越細，活化程度越高，粉體就越容易燒結，燒結溫度越低。在氧化鋁瓷低溫燒結技術中，使用高活性易燒結Al2O3粉體作原料是重要的手段之一，因而粉體制備技術成為陶瓷低溫燒結技術中一個基礎環節。
二、通過瓷料配方設計摻雜降低瓷體燒結溫度
氧化鋁陶瓷的燒結溫度主要由其化學組成中Al2O3的含量來決定，Al2O3含量越高，瓷料的燒結溫度越高，除此之外，還與瓷料組成系統、各組成配比以及添加物種類有關。比如，在Al2O3含量相當時，CaO-Al2O3-SiO2系Al2O3瓷料比MgO-Al2O3-SiO2系瓷料的燒結溫度低，對于我國目前大量生產CaO-MgO-Al2O3-SiO2系統瓷料而言，為使其具有較低的燒結溫度與良好性能，應控制其SiO2／CaO處于1.6～0.6之內，MgO含量不超過熔劑類氧化物總量的1／3，同時，在配方中引入少量的La2O3、Y2O3、Cr2O3、MnO、TiO2、ZrO2、Ta2O3等氧化物能進一步降低燒結溫度、改善瓷體的微觀組織結構和性能。因此，在保證瓷體滿足產品使用目的和技術要求的前提下，我們可以通過配方設計，選擇合理的瓷料系統，加入適當的助燒添加劑，使氧化鋁陶瓷的燒結溫度盡可能降低。
目前配方設計中所加入的各種添加劑，根據其促進氧化鋁陶瓷燒結的作用機理不同，可以將它們分為形成新相或固溶體的添加劑和生成液相的添加劑二大類。
三、采用特殊燒成工藝降低瓷體燒結溫度
采用熱壓燒結工藝，在對坯體加熱的同時進行加壓，那么燒結不僅是通過擴散傳質來完成，此時塑性流動起了重要作用，坯體的燒結溫度將比常壓燒結低很多，因此熱壓燒結是降低Al2O3陶瓷燒結溫度的重要技術之一。目前熱壓燒結法中有壓力燒結法和高溫等靜壓燒結法(HIP)二種。HIP法可使坯體受到各向同性的壓力，陶瓷的顯微結構比壓力燒結法更加均勻。就氧化鋁瓷而言，如果常壓下普通燒結必須燒至1800℃以上的高溫，熱壓20MPa燒結，在1000℃左右的較低溫度下就已致密化了。
熱壓燒結技術不僅顯著降低氧化鋁瓷的燒結溫度，而且能較好地抑制晶粒長大，能夠獲得致密的微晶高強的氧化鋁陶瓷，特別適合透明氧化鋁陶瓷和微晶剛玉瓷的燒結。
此外，由于氧化鋁的燒結過程與陰離子的擴散速率有關，而還原氣氛有利于陰離子空位的增加，可促進燒結的進行。因此，真空燒結、氫氣氛燒結等是實現氧化鋁瓷低溫燒結的有效輔助手段。
在生產實踐中，為獲得最佳綜合經濟效益，上述低燒技術往往相互配合使用，其中加入助燒添加劑的方法相對其它方法而言，具有成本低、效果好、工藝簡便實用的特點。在中鋁瓷、高鋁瓷和剛玉瓷的生產中被廣泛使用。另外，從材料角度來看，通過摻雜改性技術，大幅度提高氧化鋁陶瓷的各項機電性能，用Al2O3含量低的瓷體代替Al2O3含量高的瓷體，也是企業常用的降低氧化鋁陶瓷產品燒結溫度的有效技術手段。比如在材料性能滿足產品使用要求下，用85瓷代替90瓷或95瓷，用90瓷、95瓷代替99瓷等都是可行的。
雖然目前氧化鋁陶瓷低燒技術已經取得了比較好的經濟效益，但是，現在有些產品仍然有很大的升值空間可以挖掘。從材料的特殊性能要求上考慮，如果仍然采用高溫燒結的技術，那么如何將這類產品的燒結溫度降下來將會是今后瓷體摻雜改性等低燒技術的努力方向。
