氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度主要由其化學(xué)組成中Al2O3的含量來(lái)決定，Al2O3含量越高，瓷料的燒結(jié)溫度越高，除此之外，還與瓷料組成系統(tǒng)、各組成配比以及添加物種類(lèi)有關(guān)。比如，在Al2O3含量相當(dāng)時(shí)，CaO－Al2O3－SiO2系Al2O3瓷料比MgO－Al2O3－SiO2系瓷料的燒結(jié)溫度低，對(duì)于我國(guó)目前大量生產(chǎn)的CaO－MgO－Al2O3－SiO2系統(tǒng)瓷料而言，為使其具有較低的燒結(jié)溫度與良好性能，應(yīng)控制其SiO2/CaO處于1?6～0?6之內(nèi)，MgO含量不超過(guò)熔劑類(lèi)氧化物總量的1/3，同時(shí)，在配方中引入少量的La2O3、Y2O3、Cr2O3、MnO、TiO2、ZrO2、Ta2O3等氧化物能進(jìn)一步降低燒結(jié)溫度、改善瓷體的微觀組織結(jié)構(gòu)和性能。因此，在保證瓷體滿(mǎn)足產(chǎn)品使用目的和技術(shù)要求的前提下，我們可以通過(guò)配方設(shè)計(jì)，選擇合理的瓷料系統(tǒng)，加入適當(dāng)?shù)闹鸁砑觿?，使氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度盡可能降低。

目前配方設(shè)計(jì)中所加入的各種陶瓷添加劑，根據(jù)其促進(jìn)氧化鋁陶瓷燒結(jié)的作用機(jī)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(lèi)。

1、與Al2O3形成新相或固溶體的陶瓷添加劑。這類(lèi)陶瓷添加劑是一些與氧化鋁晶格常數(shù)相接近的氧化物，如TiO2、Cr2O3、Fe2O3、MnO2等，在燒成中，這些添加物能與Al2O3生成固溶體，這類(lèi)固溶體或?yàn)閾饺牍倘荏w（如Ti4+置換Al3+時(shí)），或?yàn)橛邢薰倘荏w，或?yàn)檫B續(xù)固溶體（如Cr2O3與Al2O3形成的），它們可以活化晶格（TI4+、Al3+離子半徑差所致）、形成空穴或遷移原子，（3TiO2 AbO3 3Tia1+Va1+60）以及使晶格產(chǎn)生變形，這些作用使得Al2O3陶瓷易于重結(jié)晶而燒結(jié)。例如添加0?5～1?0%的TiO2時(shí)，可使瓷體的燒結(jié)溫度下降150—200℃。以固相燒結(jié)方式為主的高鋁瓷常采用這類(lèi)添加劑，例如某黑色氧化鋁陶瓷配方如下（wt%）：Al2O3 91、CoO 0?5、MnO2 3?7、Cr2O3 2?1、SiO2 0?4、TiO2 2?0、V2O3 0?3，該瓷料在1350℃下保溫2小時(shí)燒成。這類(lèi)添加劑促進(jìn)氧化鋁瓷燒結(jié)的作用具有一定的規(guī)律性：①能與Al2O3形成有限固溶體的添加劑較形成連續(xù)固溶體的添加劑的降溫作用更大；②可變價(jià)離子一類(lèi)添加劑比不變價(jià)的添加劑的作用大；③陽(yáng)離子電荷多的、電價(jià)高的添加劑的降溫作用更大。需要注意的是，由于這類(lèi)添加劑是在缺少液相的條件下燒結(jié)的（重結(jié)晶燒結(jié)），故晶體內(nèi)的氣孔較難填充，氣密性較差，因而電氣性能下降較多，在配方設(shè)計(jì)時(shí)要加以考慮。

2、燒成中形成液相的陶瓷添加劑。這類(lèi)陶瓷添加劑的化學(xué)成分主要有SiO2、CaO、MgO、SrO、BaO等，它們能與其它成分在燒成過(guò)程中形成二元、三元或多元低共熔物。由于液相的生成溫度低，因而大大地降低了氧化鋁瓷的燒結(jié)溫度。當(dāng)有相當(dāng)量（約12%）的液相出現(xiàn)，固體顆粒在液相中有一定的溶解度及固相顆粒能被液相潤(rùn)濕時(shí)，其促進(jìn)燒結(jié)作用也更顯著。其作用機(jī)理在于液相對(duì)固相表面的潤(rùn)濕力及表面張力，兩者使得固相顆?？拷⑻畛錃饪?。此外，燒結(jié)過(guò)程中因細(xì)小有缺陷的晶體表面活性大，故在液相中的溶解度要比大晶體的大得多。這樣，燒結(jié)過(guò)程中小晶體不斷長(zhǎng)大，氣孔減小，出現(xiàn)重結(jié)晶。為了防止因重結(jié)晶使晶粒過(guò)分長(zhǎng)大，影響陶瓷的機(jī)械性能，在配方設(shè)計(jì)中需考慮選用一些對(duì)晶粒增大無(wú)影響甚至能抑制晶粒增大的添加物，如MgO、CuO和NiO等。目前，在液相燒結(jié)的Al2O3瓷料配方中，助燒添加劑可以采用以下3種物料形態(tài)來(lái)加入。①以天然礦物形態(tài)加入。這類(lèi)礦物原料主要有：高嶺土、膨潤(rùn)土等粘土礦。石英、滑石、菱鎂礦、白云石、方解石等等，它們分別引入SiO2、MgO、CaO等化學(xué)成分。配方中高嶺土及其它粘土礦物的使用，除了滿(mǎn)足瓷體化學(xué)組成要求外，更主要可以改善坯料的成型性能。添加劑的這種加入形式適用于Al2O3含量在90%以下的中鋁瓷配料，例如某低溫?zé)Y(jié)75瓷配方如下（wt%）：煅燒Al2O3 65、高嶺土 24、膨潤(rùn)土2、BaCO3 4、方解石 3、生滑石 2。②、以人工合成添加劑形態(tài)加入。此法是在CaO－Al2O3－SiO2、MgO－Al2O3－SiO2、CaO－MgO－Al2O3－SiO2等三元、四元或其它相圖中找到*低共溶物的組成點(diǎn)，預(yù)先按組成點(diǎn)的成分將CaO、MgO、SiO2、Al2O3等所需化合物進(jìn)行**次配料，經(jīng)球磨、煅燒成為低共熔物，即“人工合成添加劑”，然后按一定配比將人工合成添加劑與Al2O3粉料進(jìn)行**次配料，以滿(mǎn)足氧化鋁陶瓷化學(xué)組成和性能要求。此法純度高，主要用于降低化學(xué)組成準(zhǔn)確、性能要求高的高鋁瓷燒結(jié)溫度，缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，能耗高，制品成本高，只在特殊情況下采用。③以化工原料形態(tài)加入。在配料時(shí)，直接將各種化工原料作為添加劑與Al2O3粉體一起一次完成配料，各助燒添加劑的組成比例仍然是參照專(zhuān)業(yè)相圖中*低共熔點(diǎn)的組成來(lái)設(shè)定。生產(chǎn)實(shí)踐證明，此法不僅與人工合成添加劑法具有同樣的降溫效果，而且大大簡(jiǎn)化了工藝，無(wú)論配方設(shè)計(jì)、配料計(jì)算和工藝過(guò)程都比人工合成添加劑法簡(jiǎn)便，也比天然礦物形態(tài)更容易，瓷質(zhì)性能穩(wěn)定，節(jié)能效益顯著。在實(shí)際生產(chǎn)中，從降低成本和坯料成型性能方面考慮，天然礦物原料和化工原料往往是同時(shí)使用的。例如某低溫?zé)桑?/font>1500℃×2h）的高鋁瓷配方如下（wt%）；α－Al2O3 93、蘇州土 3、燒骨石 2、CaCO3 1?5、BaCO3 0?5、外加ZrO2、CeO2、La2O3 2%。