《表2 尖晶石相的晶格常数和晶胞体积》

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《纳米η-Al_2O_3热压烧结制备氧化铝陶瓷》

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图4为1400℃不同MgO加入量陶瓷试样的衍射谱图。表2为图4中尖晶石相通过公式（9）计算得到的尖晶石的晶格常数。从尖晶石相的晶格常数及晶胞体积可以看出:随着氧化镁加入量的增加，尖晶石相的晶格常数和晶胞体积先减小后增大。当氧化镁加入量为1.0wt.%时，尖晶石相的晶格常数和晶胞体积最小。从氧化铝对尖晶石相的置换固溶作用的角度分析，Al3+占据Mg2+位置对尖晶石晶格常数和晶胞体积几乎没有影响，但由于置换过程中保持电价平衡，所形成的带负电的VMg//和缺陷Oi//却直接影响到了尖晶石晶胞的大小。由于Oi//的形成会导致晶格常数和晶胞体积的增大，而VMg//的形成会导致晶格常数和晶胞体积的减小，从以上晶格常数和晶胞体积的变化趋势上可知:当氧化镁加入量小于1.0wt.%时，形成VMg//的可能性较大；当氧化镁加入量由1.0wt.%增加到1.5wt.%时，缺陷形式由VMg//转变为Oi//可能是导致晶格常数和晶胞体积逐渐增大的主要原因。缺陷的形成加快离子间的扩散，有利于降低晶界能E，由式（10）可知，晶界能E的降低有利于增加晶界处缺陷的浓度，有利于加快晶界扩散，提高材料的致密性；当MgO含量超过固溶极限时，在晶界处形成镁铝尖晶石，其主要作用是抑制晶粒长大，但对致密化存在阻碍作用。综上可知，当烧结温度为1400℃时，MgO的最佳加入量为1.0wt.%。