中國粉體網(wǎng)訊  在一些先進(jìn)陶瓷的制備生產(chǎn)中,，MgO是一種常見的添加劑,，它的作用是什么,？在燒結(jié)過程中，它會帶給陶瓷那些變化,？下面我們通過幾個(gè)案例了解一下,。

MgO對氧化鋁陶瓷的影響

1、MgO對氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度及致密化的影響

首先氧化鎂作為常見的燒結(jié)助劑,，是能夠有效的降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度的,。程誠等以高純ａ-Al₂O₃粉體為原料，MgO為燒結(jié)助劑,，采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)（SPS）制備氧化鋁陶瓷,，研究了MgO添加量和燒結(jié)溫度對氧化鋁陶瓷致密化過程及顯微結(jié)構(gòu)的影響，并分析了燒結(jié)過程中氣孔的擴(kuò)散與演變,。結(jié)果表明：添加適量MgO可以降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度，抑制晶粒長大,，提高致密度,，0.25％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）是MgO的最佳添加量。

2,、MgO對氧化鋁陶瓷力學(xué)性能和晶粒生長方面的影響

王旭東等采用氧化鋁粉為原料,、MgO為添加劑、兩步燒結(jié)工藝制備氧化鋁陶瓷,，并分析添加劑的變化對氧化鋁陶瓷致密度,、力學(xué)性能和微觀組織的影響規(guī)律。

研究發(fā)現(xiàn)隨著MgO添加量的提高,，氧化鋁陶瓷燒結(jié)樣品的相對密度,、抗彎強(qiáng)度與硬度呈先上升后略微下降的趨勢。當(dāng)MgO含量低于固溶極限時(shí),，Mg加快了晶界擴(kuò)散,，對晶粒有一定的細(xì)化作用,，致密度與力學(xué)性能較好；當(dāng)MgO含量超過固溶極限時(shí),，雖然對晶粒細(xì)化作用增強(qiáng),，但在晶界形成的鎂鋁尖晶石會使氣孔排出受阻。

在晶粒生長方面,，隨著MgO添加量的提高,，樣品的晶粒大小和均勻性呈先上升后略微下降的趨勢。當(dāng)MgO含量在0.25%時(shí),，平均粒徑最小,，晶粒分布也較集中，性能最佳,；當(dāng)MgO含量在0.5%時(shí),，晶粒更細(xì)小，晶粒分布更均勻,，最大的晶粒尺寸也只有2.2μm,，但是致密度最差。

3,、MgO對氧化鋁透明陶瓷光學(xué)性能的影響

MgO對氧化鋁透明陶瓷的力學(xué)性能及致密性的影響規(guī)律類似于普通氧化鋁陶瓷,，合適的MgO添加量均對其力學(xué)性能、致密性,、抑制晶粒生長有著積極作用,。

而在透明氧化鋁陶瓷的光學(xué)性能方面，當(dāng)MgO的摻雜量較低時(shí),，透明陶瓷的光透過率比較高,，這是由于適量的MgO可以抑制晶界的快速移動，使得氣孔排出比較完全,，陶瓷更加致密,，透過率較高。

但隨著摻雜量的增加,，MgO含量超過在Al₂O₃中的固溶度后,，會局部形成第二相，形成光的散射中心,，造成透明陶瓷透過率的下降,。

MgO摻雜對氧化鋅線性陶瓷的影響

工業(yè)制造中的ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化范圍大，通流密度大,，非線性系數(shù)低,，電阻溫度系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力-電子、交通,、通信及家用電器等方面,。但傳統(tǒng)的ZnO復(fù)合陶瓷仍存在許多問題，如結(jié)構(gòu)均勻性差,、工業(yè)生產(chǎn)重復(fù)率低,、穩(wěn)定性差、理論研究不充分等,。

2013年,，何日清等研究了MgO摻雜對ZnO線性陶瓷電阻非線性系數(shù)、電阻率以及阻溫系數(shù)的影響,，結(jié)果表明：MgO的添加有助于改善ZnO陶瓷電阻的阻溫系數(shù),，適量的MgO可促進(jìn)燒結(jié)，提高陶瓷的致密度,，但過量添加反而會使陶瓷致密度下降,。

劉建科利用固相燒結(jié)法制備出基礎(chǔ)配方為ZnO‒Al₂O₃‒MgO‒Fe₂O₃‒TiO₂‒SiO₂的ZnO線性陶瓷電阻。研究了MgO摻雜量對ZnO線性陶瓷電阻微觀結(jié)構(gòu),、阻抗,、阻溫特性和阻頻特性的影響。實(shí)驗(yàn)也得出了在ZnO線性陶瓷電阻中,，適量的摻雜MgO可以有效提高樣品的電阻率和阻溫系數(shù)的結(jié)論,。

MgO對鐵電陶瓷的影響

1、MgO對鈦酸鍶鋇陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能的影響

鈦酸鍶鋇(BST)鐵電陶瓷材料以它的高可調(diào)性和低介電損耗在作為相控陣中的移相器和微波頻率下的可調(diào)器件有非常好的應(yīng)用前景,。

由于目前的各種鐵電材料均存在某些方面的不足,，通過各種手段提高其綜合性能，成為鈦酸鍶鋇材料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用必須解決的關(guān)鍵問題,。

除了用稀土元素離子進(jìn)行A位摻雜取代,， MgO、MgTiO₃,、Mg₂SiO₄等化合物加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介電常數(shù)和介電損耗,。

2、MgO對BaTiO₃基陶瓷性能的影響

涂偉等采用均勻沉淀法將MgO均勻地包覆在BaTiO₃基陶瓷粉體表面,，制備包覆MgO的BaTiO₃基陶瓷復(fù)合粒子，研究了不同包覆量對BaTiO₃基陶瓷的微觀結(jié)構(gòu),、微觀形貌,、介電性能、絕緣性能和擊穿電壓的影響,。

實(shí)驗(yàn)表明：包覆劑MgO能有效抑制晶粒長大,，從而獲得晶粒均勻的陶瓷，此細(xì)晶效應(yīng)是由于晶界區(qū)MgO的抑制作用,；MgO有助于形成“殼一芯”結(jié)構(gòu)晶粒,，降低并展寬BaTiO₃基陶瓷的ε峰,，增加電阻率和擊穿電壓強(qiáng)度。

MgO對YAG透明陶瓷燒結(jié)性能的影響

YAG透明陶瓷具有熔點(diǎn)高（1950℃）,、強(qiáng)度大,、熱導(dǎo)率高、物理化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn),，無論作為功能材料,，還是作為結(jié)構(gòu)材料都顯示出極佳的應(yīng)用前景，氧化鎂（MgO）是其制備過程中常用的一種燒結(jié)助劑,。

覃顯鵬等采用真空固相反應(yīng)燒結(jié)技術(shù)制備了YAG透明陶瓷,，深入研究了MgO作為燒結(jié)助劑，其添加量對YAG透明陶瓷顯微結(jié)構(gòu),、光學(xué)透過率等性能的影響,。結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用微量MgO作為燒結(jié)助劑，以及真空固相反應(yīng)燒結(jié)的工藝,，可以制備出高質(zhì)量YAG透明陶瓷,。

MgO作為燒結(jié)助劑，有利于控制晶界的擴(kuò)散,、晶粒的生長以及氣孔的排除,。但隨著MgO含量的提高，過多量的添加會在陶瓷中形成第二相,，或造成陶瓷燒結(jié)收縮過快形成氣孔而無法排除出晶粒,，從而大大降低YAG陶瓷的透過率。

MgO對Sialon陶瓷的力學(xué)性能影響

Sialon是以Si₃N₄為基的固溶體,，在合成Sialon時(shí),，由于Si₃N₄的擴(kuò)散系數(shù)很低，一般在到達(dá)Sialon陶瓷燒結(jié)溫度時(shí)(大于1800℃)伴有分解反應(yīng)發(fā)生,，因此低溫?zé)�結(jié)是制備Sialon陶瓷的發(fā)展方向,。

范國峰等通過研究發(fā)現(xiàn)MgO提高了β-sialon陶瓷的致密度且降低了燒結(jié)溫度，隨著燒結(jié)溫度的升高,，β-sialon陶瓷抗彎強(qiáng)度,、斷裂韌性呈先增加后降低的變化規(guī)律，當(dāng)燒結(jié)溫度為1600℃時(shí)制備的β-sialon陶瓷材料結(jié)合緊密,，抗彎強(qiáng)度以及斷裂韌性達(dá)到最大,。

總結(jié)

以上介紹的是MgO對幾種陶瓷的力學(xué)性能、顯微結(jié)構(gòu)等多方面的影響,，可以看到,，MgO作為一種添加劑在先進(jìn)陶瓷生產(chǎn)中的確發(fā)揮了重要作用。

參考來源：

[1]程誠等. MgO和燒結(jié)溫度對Al₂O₃陶瓷致密化過程的影響

[2]王旭東等.MgO添加量和燒結(jié)溫度對氧化鋁陶瓷燒結(jié)性能的影響

[3]劉建科等.MgO摻雜對氧化鋅線性陶瓷電阻的影響

[4]孫建英等.低摻雜量MgO對鈦酸鍶鋇陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能的影響

[5]覃顯鵬等.MgO對YAG透明陶瓷燒結(jié)性能的影響

[6]范國峰等.燒結(jié)助劑MgO和燒結(jié)溫度對β-Sialon陶瓷的力學(xué)性能影響

[7]涂偉等.包覆MgO對BaTiO₃基陶瓷性能的影響

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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