陶瓷刚玉磨料晶粒尺寸更小,微观结构更均一,所以具有良好的韧性,较长的寿命,自锐性以及高的磨削效率,这使其在磨削领域得到了广泛的应用。本实验以九水合硝酸铝为原料,采用sol-gel方法并经过烧结获得刚玉磨料试样。分别对试样的相对密度、显微结构及力学性能进行表征,研究了不同添加剂体系、晶种以及烧结制度作用下试样的微观形貌、力学性能以及相转变温度间的关系。实验结果表明,不同添加剂体系、晶种以及烧结制度对试样的微观结构的形貌和均一性,致密化过程,力学性能以及氧化铝的相转变都有着不同程度的影响。在由SiO₂/ZnF₂和TiO₂/La₂O₃组成的两个二元添加剂体系中,随着添加剂之间摩尔配比由1:5逐渐向9:5过渡,晶粒由板状、片状向等轴状转变。在由La₂O₃/ZnF₂组成的二元添加剂体系中,晶粒始终为片状晶。而在由La₂O₃/SiO₂组成的二元添加剂体系中,晶粒则始终为等轴状晶,且平均粒径小,力学性能也相对更佳。其中当La₂O₃/SiO₂的摩尔比为5:5时,试样的单颗粒抗压强度取得极大值55.5N。在由TiO₂/SiO₂/La₂O₃组成的三元添加剂体系中,不同摩尔比下均能得到均匀致密的等轴状晶。其中当组分SiO₂/La₂O₃二者的配比为5:5时,晶粒尺寸分布更为均匀,单颗粒抗压强度也相对较高。尤其当三种组分摩尔比达到6:5:5时,试样的单颗粒抗压强度高达58.9N。而在由TiO₂/La₂O₃/ZnF₂组成的三元添加剂体系中,当组分La₂O₃/ZnF₂摩尔比为5:5时,试样晶粒为板状或片状。当La₂O₃/Zn F2摩尔比为3:5时,晶粒呈等轴状生长,当三种组分摩尔比为27:15:25时,微观结构最为均匀,其单颗粒抗压强度也取得极大值35.1N。此外,采用ZnF₂/TiO₂/SiO₂三元添加剂,添加MgTiO₃晶种,并结合二步烧结协同作用于试样制备中时,当添加剂摩尔比为5:7:5时,试样的平均粒径仅为0.46μm,同时其单颗粒抗压强度达到极大值56.3N。另外,添加剂和晶种的加入可以有效降低θ-Al₂O₃向α-Al₂O₃的相转变温度,转变温度最低可达987℃。