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6.烧结过程的物质传质机构有哪些?7.界面的形成?粒界移动与晶粒长大?平直晶界与120°角的诞生?8.固相反应和固相烧结的区别?9.烧结与烧成的区别?10.烧成制度曲线的制定?11.何谓二次重结晶?是利是害?12.各种烧成方法的特点与特色?1.烧结的定义粉末经过成型,在烧结炉中当加热到一定温度后便开始收缩,在低于熔点温度下即变成致密的、坚硬的烧结体,这种过程称为“烧结”。图14-1为烧结现象的示意图。2.烧结阶段烧结后期Atommovementinliquidphasesintering.3.烧结过程中的物质传递蒸发和凝聚传质(气相):由于颗粒表面曲率有差异,各部位蒸气压不同,物质从蒸气压高处蒸发而凝聚到蒸气压低处.扩散传质(固相):晶体的晶格中缺位或空位的浓度存在差异时,物质就会由缺陷浓度大的部位定向扩散到浓度部位.由于在颈部、晶界表面和晶粒间存在空位浓度梯度,烧结过程中空位向体内移动,则物质通过体扩散、表面扩散和晶界扩散向颈部作定向传递粘性和塑性流动传质高温下某些晶粒具有牛顿型液体的粘性流动,使相邻晶粒中心互相逼近,晶粒间产生粘合作用形成封闭气孔,封闭气孔由于粘性流动密实化,产生粘性流动传质;高温下坯体中固相含量较高,会产生塑性流动传质.溶解-沉淀传质(液相):固相分散于液相中,细小颗粒(其溶解度高)或颗粒表面的凸起部分溶解进入液相,并通过液相转移到另一粗颗粒表面(其溶解度低)而沉淀下来,直至晶粒长大一定的液相量,固相被液相润湿,固相在液相中有适当的溶解度4.烧结过程中物质移动的推动力烧结为什么要加热进行?陶瓷烧结能垒示意图烧成制度烧成制度曲线烧成制度对产品性能的影响烧成与烧结的区别影响烧结的主要因素2.外加剂的作用在固相烧结中,少量外加剂可与烧结相生成固溶体,促进缺陷增加而加速烧结。在有液相参加的烧结中,外加剂能改变液相的性质,从而促进烧结。其主要作用有:(1)与烧结相形成固溶体当外加剂与烧结相的离子大小、晶格类型及电价数接近时,外加剂能与烧结相形成固溶体,因而引起主晶格的畸变,缺陷增加,结构单元易于移动,从而促进了烧结。例如,氧化铝瓷烧结时,加入3%氧化铬,可以形成连续固溶体,在2133K烧结;加入1%~2%二氧化钛则只要在1873K左右就能烧结。(2)与烧结相形成化合物在烧结氧化铝瓷时,为防止二次重结晶,一般加入MgO,它们与氧化铝形成化合物镁铝尖晶石(MgO·Al2O3),包裹在Al2O3晶粒的表面上,抑制了二次重结晶,对促进烧结致密化有很显著的作用。(3)阻止多晶转变ZrO2烧结时,由于有多晶转变,体积变化较大,烧结困难。加入5%CaO外加剂以后,Ca2+离子进入晶格置换Zr4+离子,由于电价不等而生成阴离子缺位固溶体,抑制了多晶转化,使烧结易于进行。(4)与烧结相形成液相在生产95氧化铝瓷时,加入CaO、SiO2,当CaO∶SiO2=1∶1时,95氧化铝瓷在1813K就烧结了。这是由于在烧成时生成了CaO-Al2O3-SiO2玻璃相(液相),离子在液相中扩散阻力小,从而降低了烧结温度。(5)扩大烧结温度范围外加剂的引入,有时还能扩大烧结温度范围。如在压电陶瓷(PZT瓷)中加入适量的La2O和Nb2O5,其烧结度范围可以从只有20~40℃扩大到80℃。这是由于外加剂在晶格内产生空位,有利于瓷坯的致密化。但是外加剂的引入要适量。如选择不当,反会引起阻碍烧结的作用。表14-4是氧化铝瓷烧结时外加剂种类和数量对活化的影响P30。3.烧结气氛的影响烧结气氛一般为氧化、还原和中性气氛三种。不同气氛对氧化铝瓷烧结的影响由表14-5所示P31。烧结采用什么气氛有利,要根据材料的组成、外加剂以及材料的性能等因素来确定。表14-6为不同气氛下α-Al2O3中O2-离子扩散系数和温度的关系。氢气氛有利于气孔排除。表14-7显示在细颗粒、有MgO外加剂、H2气氛条件下,氧化铝陶瓷不仅烧结温度降低,保温时间缩短,结果瓷体密度高、抗折强度大。烧结方法陶瓷装窑2.热压烧结3.热等静压烧结4.无包套热等静压烧结5.反应热压烧结6.气氛烧结7.反应烧结8.超高压、超高温烧结9.化学气相沉积法10.溅射法11.电火花烧结法