1.3 微波烧结的发展趋势

1.4 陶瓷材料两步烧结

在烧结工艺中，如果烧结温度过高，不光消耗了大量资源，并且陶瓷材料的晶体就会过度长大，这样就会影响材料本身的材料力学性能。但如果烧结温度过低，陶瓷材料的致密性就得不到保证，材料内部甚至会有气孔，晶体与晶体之间会有非常多的间隙，材料整体会比较疏松，达不到预期的强度。所以将材料加热至较高的温度T1，再迅速降温至较低的温度T2，这样既可以保证材料的致密度，也可以避免晶粒过度长大。

这技术的关键在于选择合适的T1（第一步温度）与T2（第二步温度）。T1必须足够充分实现临界密度（在此情况下气孔对于收缩来说变得热动力不稳定），T2必须低一些但也要实现没有晶粒生长而产出的高密度（在此阶段，晶界自扩散能够继续但体积扩散就被阻碍了）。

两步烧结在工程运用中相当广泛，例如，张世国[16]研究过在无压烧结BC-SSiC陶瓷系统中运用此法，使得烧结出来的成品比常规方法烧结的成品具有更强的力学性能。陈静[17]也曾研究过在纳米氧化钇稳定的四方氧化锆陶瓷制备中运用常规烧结方法与二步烧结法的区别。陈智慧[18]在钇铝石榴石透明陶瓷制备中运用到了这一种方法，并且取得了相当不错的实验数据。

1.5 研究内容

（1）研究不同烧结温度、不同保温时间对Al2O3/Ti(C,N)陶瓷刀具材料致密度、晶粒尺寸的影响规律；

（2）研究烧结工艺对Al2O3/Ti(C,N)陶瓷刀具材料微观组织的影响规律；

（3）研究微波烧结Al2O3/Ti(C,N)陶瓷刀具材料时，不同温度区间段内的晶粒生长系数和烧结机制，确定两步微波烧结时最合适的烧结工艺。

1.6 本章小结

基于微波加热为原理的微波烧结技术有着传统烧结不具备的优势,源Z自+751=文)论(文]网[www.751com.cn。同时，几乎所有的陶瓷材料已经使用微波工艺，然而产业化发展不如研究领域如此勃勃生机。在发展前景上，研究人员依然在这片领域内大可有所作为。微波烧结技术越来越成熟，面对竞争压力大的今天，企业与研究人员必须通过有效合作，设法将设备价格降下来，加大对材料介质特性的研究，促进我国微波烧结技术的进步，实现微波烧结陶瓷刀具产业化大生产。

2 实验步骤

整个实验流程即为图2-1所示，首先是要确定本次研究对象材料体系。本次研究主要是研究Al2O3/Ti(C,N)的混合材料。确定好材料之后就是按一定质量比例称量，制备粉末。制备好了足够多的粉末后，称量一定质量的粉末，压模成型，制成原坯。待烧结实验时，装入保温装置中，进行微波烧结实验。实验结束后，取出，进行相应的测试，采集材料相对密度，观察材料微观组织。