通过固态烧结过程中的相变原位生长TiO2微棒，以提升其机械性能

《Journal of the American Ceramic Society》：In situ growth of TiO2 microrods via phase transformation in solid-state sintering for enhanced mechanical properties

TiO?微棒在位生长新策略：利用固相烧结中锐钛矿-金红石相变加速晶粒生长，通过晶体学取向调控实现单轴压力下有序微棒排列与互锁效应，显著提升陶瓷抗弯强度达276.2 MPa（较传统方法提升78.1%）。

　　

摘要

本研究提出了一种通过固态烧结原位生长TiO₂微棒的新策略。该方法充分利用了锐钛矿向金红石相变过程中晶粒快速生长的特性，同时利用了金红石TiO₂沿特定晶面的优先取向。这些因素共同作用，使TiO₂晶体以棒状形态生长，从而显著提升了所得陶瓷的机械性能。实验结果表明，在真空条件下于相变温度进行烧结可实现微棒的最佳生长。当将这种微棒生长策略应用于热压烧结过程中时，所得TiO₂陶瓷的弯曲强度达到276.2 MPa，比未采用该策略的样品提高了78.1%。这种机械性能的显著提升归因于微棒之间的互锁效应以及热压过程中单轴压力诱导的棒状晶体有序排列。本研究不仅为增强TiO₂陶瓷的性能提供了新途径，还展示了相变辅助晶体形态控制在结构陶瓷开发中的潜力。