陆思佳，任  雨，王  旭，司明明，范宇驰

(东华大学 材料科学与工程学院 先进纤维材料全国重点实验室，上海 201620)

摘  要：冷烧结技术之所以能在300 ℃内实现陶瓷材料致密化，关键在于烧结过程中引入了中间液相，引入的中间液相极大地影响了陶瓷晶粒的致密化过程及生长行为。现有研究普遍将中间液相视为一种均质的、仅提供溶解陶瓷颗粒和促进传质的媒介，对中间液相化学本质的理解尚浅，尤其是中间液相中存在的不同种类的阴离子、阳离子对陶瓷材料的冷烧结致密化过程的影响仍未有明确定论。本研究以CaF₂透明陶瓷为研究对象，系统对比了不同中间液相(去离子水、KF溶液和CaCl₂溶液)以及未添加中间液相的样品在烧结过程中的作用机制。实验结果表明，采用富阳离子的中间液相(CaCl₂)可在300 ℃、500 MPa、保温1 h的条件下制备出相对密度超99%的透明CaF₂陶瓷，其烧结活化能仅为38.74 kJ·mol⁻¹，远低于传统高温烧结方法。CaCl₂富阳离子中间液相在升温阶段通过促使液相中的Ca²⁺快速达到过饱和状态，进而提升沉淀析出速率，加速溶解—沉淀过程，最终制备出致密的透明陶瓷。对制备得到的CaF₂陶瓷进行了光学与力学测试，结果表明，富阳离子中间液相辅助冷烧结得到的CaF₂陶瓷展现出良好的光学和力学性能，在可见光700 nm处的透过率为80%，抗压强度为(226.06±5.22) MPa，维氏硬度达(2.03±0.10) GPa。本研究揭示了富阳离子中间液相在冷烧结中的关键作用，为低温制备高性能透明陶瓷提供了新思路。

关键词：冷烧结；中间液相；溶解—沉淀；透过率；氟化钙透明陶瓷