改善氧化鋁陶瓷斷裂韌性的方式非常多，基本的一個思路就是讓材料內(nèi)部出現(xiàn)長柱狀晶粒，本方法是通過在α-Al2O3中加入燒結(jié)助劑(氟化鈣-高嶺土)來實現(xiàn)的，長柱狀晶粒在材料內(nèi)部起到了纖維增強的作用，在斷裂過程中可能會出現(xiàn)橋接和拔出等增韌機(jī)制。同時，經(jīng)歷的這種顯微結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致出現(xiàn)穿晶斷裂的方式，斷裂能比沿晶斷裂的方式更大，因此，表現(xiàn)為材料的宏觀斷裂韌性較高，不含氟化物添加劑的Al2O3陶瓷在1500℃～1600℃下燒結(jié)時，不能生成氧化鋁柱晶，基本呈橢球狀或球狀。加入少量的氟化物，經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)，即可在組織內(nèi)部原位生成柱狀晶，這樣柱狀晶就起到了纖維或晶須的強韌化作用。
按96瓷配比，在α-Al2O3中加入燒結(jié)助劑(氟化鈣-高嶺土)，通過水基凝膠注模成型出氧化鋁陶瓷坯片。在高溫推板窯中經(jīng)1570℃，2h條件下無壓燒結(jié)，制備出原位生長柱狀晶自增韌氧化鋁陶瓷，
在1570℃燒結(jié)時完全生成柱狀晶，柱晶呈現(xiàn)三維網(wǎng)絡(luò)狀交織在一起，樣品的體積密度達(dá)到了3.77g/cm3。斷裂韌性達(dá)到了5.25MPa•m1/2，比傳統(tǒng)99氧化鋁陶瓷韌性提高了60%。大大提高了氧化鋁陶瓷的力學(xué)性能。 配方中的氟化物起到了助熔作用，促使氧化鋁晶粒朝著某一定向方向生長，形成了長柱狀晶粒。