研究表明，利用γ-Al2O3、硅溶胶、氧化钇稳定单斜ZrO2可以研制出锆莫来石陶瓷，添加7.75%~8.75%伊利石黏土有助于在较低温度下的烧结和莫来石相的发育。陶瓷粉料的磨碎会破坏晶粒的晶格，使晶粒无定形化。这样可使陶瓷材料具有较高的烧结性，从而改善材料的体积密度、抗折强度和耐压强度。但是强化细磨后的细粉之间强烈烧结后容易形成较大的烧结块。因此粉料的研磨时间有严格控制，并根据每一个具体的试验条件确定最佳的研磨时间。此外，与含有大于5μm颗粒的试样相比，在原始细粉中0.5μm为平均粒度时，试样的耐压强度和弹性模量可增加约30%。拉脱维亚的研究人员研究了陶瓷细粉的分散性对高温结晶相――莫来石和ZrO2形成和发育的作用以及锆莫来石陶瓷的机械性能。
　　试验所用的原料是由γ-Al2O3（通过550 ℃煅烧Al(OH)3制得）、无定形SiO2和单斜ZrO2、Y2O3组成的混合料制成。一部分原料中添加了含有约65%伊利石颗粒的伊利石黏土添加剂。制备锆莫来石陶瓷的基本原料的组成见表1。
表1 制备锆莫来石陶瓷用的原料组成（w）/%
编号 γ-Al2O3 SiO2•nH2O ZrO2 Y2O3 伊利石黏土
10 62.30 28.00 5.20 4.50 －
10a 57.30 25.85 4.70 4.15 8.00
　　初始原料在实验室用行星式研磨机内分别研磨4、10和24h，研磨球使用刚玉球。研磨后测定研磨粉的颗粒尺寸和平均分布情况。为了分析所得陶瓷材料的相组成、结构和性能，分别用研磨粉压制出直径30 mm厚3 mm的圆片和Φ35mm×45mm的圆柱试样。试样在空气气氛下经1 200~1 500 ℃的温度下烧成。依照EN相关标准测定烧成试样的体积密度、抗热震性，此外，还测定试样的弹性模量。
　　研究结果表明，原始细粉中粒度尺寸的差异取决于物料的研磨时间，研磨料中添加伊利石黏土可影响原料细度的变化，有利于减小24 h研磨后ZrO2细粉的尺寸，对Y2O3的尺寸也有一定的影响。但是会使石英颗粒的尺寸明显下降，达到55~59 nm。在细粉中产生团聚会导致不同的结果。产生团聚的颗粒尺寸在50~100 nm的范围内，同时，无定形颗粒和聚集体的尺寸在200~500 nm的范围内。
　　细磨颗粒的高活性和高无定形性可促使莫来石相从1 200 ℃开始生成，一致发育到1 500 ℃，也能促使单斜ZrO2向四方ZrO2晶相的转化，尤其是在提高烧成温度时。
　　伊利石黏土对陶瓷试样的体积密度和耐压强度产生显著的影响。试样的体积密度和耐压强度在很大程度上取决于原始粉料的研磨时间以及伊利石黏土的添加量。不添加伊利石黏土的原始细粉研磨24 h后的密度和耐压强度分别为2.55 g•cm-3和80 MPa，添加伊利石黏土后，其密度和耐压强度达到2.95 g•cm-3和165 MPa。不含黏土试样的耐压强度较低的原因是存在有内部气孔，密度较低对强度也有影响。其原因是添加伊利石黏土促使了液相的形成，液相生成后，颗粒的扩散与反应过程加快，而没有添加黏土的陶瓷试样的体积密度则较低，因此在这种情况下，原料中的颗粒活性和无定形性决定烧结过程。
　　含有伊利石黏土的试样的强度变化比较均匀，用研磨24 h后细粉制成试样，而且随着热震温差的增大，其抗折强度有明显增加的趋势，其原因可能是发生了ZrO2的多晶转变。
　　陶瓷试样具有相对较高的收缩率，这一数值在15％~25%之间波动，并且随着烧结温度的升高、原始粉料研磨时间的延长而显著增加。
　　在热震温差较大的陶瓷试样的弹性模量和抗折强度有显著增加的趋势，尤其是对于不含伊利石黏土的试样。预计陶瓷试样这种快速温差变化会引起结构的“凝固”，有利于ZrO2的高温四方晶的变化。
（编译自俄刊《耐火材料与工程陶瓷》2010，№3）