氧化鋁陶瓷正朝著高致密度方向進發，這需要充分抑制氧化鋁晶粒長大以及消除氧化鋁陶瓷中的閉氣孔。我們曾在之前的文章中介紹過氧化鋁陶瓷在制備過程中所使用的各式各樣的添加劑（《氧化鋁陶瓷制備過程中所使用的化學助劑》），這些添加劑用量雖小卻可以為實現氧化鋁陶瓷致密化貢獻強大力量。今天我們就來聚焦一種燒結助劑——氧化鎂，來分析其在氧化鋁陶瓷制備過程中帶來的好處與缺點。

　　一、作為燒結助劑的氧化鎂

　　燒結是通過加熱使原料粉體產生顆粒粘結、經過物質遷移使粉末體產生強度并導致致密化和再結晶的過程。普通陶瓷粉體之所以難于燒結，原因就在于其晶格能較高、晶體結構穩定，質點擴散需要較高的活性，即燒結激活能大，因此需要較高的溫度。

燒結現象

　　而燒結助劑的加入可以與原料顆粒形成低溫液相，液相的存在可以促使原子擴散，有利于原料顆粒重排、溶解和析出，降低陶瓷致密化溫度。

　　而氧化鎂是常用的燒結助劑之一。JIANG等人采用摻入0.03 wt%氧化鎂的高純度超細α-氧化鋁粉壓塊在1240～1250℃保溫2小時進行無壓等溫燒結，然后在1150～1400℃進行熱等靜壓燒結，制備得到密度達到99.9%以上的氧化鋁透明陶瓷，晶粒尺寸為0.4～0.6 μm。

　　二、氧化鎂在球磨過程中的水化問題

　　想要充分發揮氧化鎂的助燒作用，需要在球磨環節使其與氧化鋁粉末充分混合分散，然而問題也在此刻產生了。在濕法球磨的過程中，氧化鎂的加入會導致漿料粘度隨攪拌時間延長而增大。其機制是氧化鎂與水反應生成氫氧化鎂，氫氧化鎂部分電離出鎂離子，鎂離子與吸附于氧化鋁顆粒表面的分散劑羧酸基團通過螯合形成有機網絡，導致粘度增大。具體的反應方程式及模型圖見下。

氧化鎂水化反應方程式

氧化鎂水化模型

　　三、如何抑制氧化鎂的水化

　　在氧化鋁陶瓷燒結之前需要進行成型工藝，我們期望得到粘度較低、分散性好的漿料，氧化鎂的水化則會增加漿料的粘度，不利于漿料流動成型。那么，可以采取什么手段來抑制氧化鎂的水化呢？據業內人士透露，這是一個比較棘手的問題，通常會考慮加入分散劑幫助降低漿料粘度，但是氧化鎂水化帶來的負面影響依舊無法完全消除。

　　小編查閱了一些文獻，譬如在氧化鎂表面涂敷鈦有機物形成包裹層，或添加螯合劑與鎂離子結合從而抑制水化產物氫氧化鎂的生成等方法，在一定程度上提高氧化鎂的抗水化性。在實際生產中能否采取上述方法，應當視陶瓷制備中是否允許這些物質的添加而應對。

建材級高活性氧化鎂

　　值得一提的是，氧化鎂的水化作用被廣泛應用于建筑水泥的膨脹成型過程。所謂汝之蜜糖，彼之砒霜，事物具有相對性。也許，想要探尋在氧化鋁陶瓷制備中氧化鎂水化的問題，可以反過來看待，從含鎂水泥膨脹成型控制氧化鎂水化處著手。您怎么看呢？歡迎在評論區留下您的見地！