陶瓷材料的烧结.ppt

第五章陶瓷材料的烧结5.2烧结参数及其对烧结性影响(a)固相烧结(Al2O3)和(b)液相烧结样品
(98W-1Ni-1F2(wt%))的显微结构5.2.2烧结驱动力在烧结驱动力的作用下烧结过程中的基本现象5.2.3烧结参数5.2.4烧结参数对于烧结样品性能的影响（2）粉体结块和团聚对烧结的影响（3）颗粒形状对烧结的影响（4）颗粒尺寸分布对烧结的影响二、影响陶瓷材料烧结的工艺参数（2）保温时间对产品性能的影响5.3固相烧结过程及机理5.3.1双球模型（two-particlemodel）烧结的驱动力主要来源于由于颗粒表面曲率的变化而造成的体积压力差、空位浓度差和蒸汽压差。对于图中的模型示意图，体积压力差ΔP为：

空位浓度差为：

蒸汽压差为：

其中，γs为固相的表面能，Vm’为空位摩尔体积，Vm为固相的摩尔体积。由于上述体积压力差、空位浓度差和蒸汽压差的存在，促使物质扩散。5.3.2晶粒过渡生长现象5.4液相烧结过程与机理5.4.1液相烧结的阶段三元相图表示由SSS、LPS、粘滞复相烧结(VCS)以及粘滞玻璃相烧结(VGS)时的相的体积分数关系。箭头表示初始密度为60％时，各相体积分数变化方向。在IPS烧结区域ABCS．表示出此烧结机理的不同分阶段Ⅰ：重排，Ⅱ：溶解-沉淀，Ⅲ：气孔排除5.4.2液相烧结过程的致密化机理二、溶解-沉淀（disolvation–precipitation）三、气孔排除5.4.3晶粒生长和粗化5.5特色烧结方法5.5.1热压烧结一、热压烧结的优点

（1）所需的成型压力仅为冷压法的1/10

（2）降低烧结温度和缩短烧结时间，抑制了晶粒的长大。

（3）易得到具有良好机械性能、电学性能的产品。

（4）能生产形状较复杂、尺寸较精确的产品。

热压法的缺点是生产率低、成本高。二、热压装置和模具三、热压烧结的驱动力四、热压烧结的致密化过程五、热压烧结机理（3）扩散机理5.5.2热等静压（1）陶瓷材料的致密化可以在比无压烧结或热压烧结低得多的温度下完成，可以有效地抑制材料在高温下发生很多不利的发应或变化；

（2）能够在减少甚至无烧结添加剂的条件下，制备出微观结构均匀且几乎不含气孔的致密陶瓷烧结体；

（3）可以减少乃至消除烧结体中的剩余气孔，愈合表面裂纹，从而提高陶瓷材料的密度、强度；

（4）能够精确控制产品的尺寸与形状，而不必使用费用高的金刚石切割加工，理想条件下产品无形状改变。二、热等静压装置三、热等静压烧结工艺5.5.3放电等离子体烧结一、放电等离子体烧结的优点二、烧结装置5.5.4微波烧结一、微波烧结的优点二、材料与微波场的作用类型三、微波烧结系统
5KW,2.45GHz
微波发生器5.5.5反应烧结5.5.6爆炸烧结间接法爆炸烧结装置
（a.单面飞片；b.单活塞；c.双活塞）直接法爆炸烧结装置爆炸烧结机理5.6烧结设备5.6.1间歇式窑炉
电磁感应加热炉（magneticinductionheating）
由于电磁感应作用在导体内产生感应电流，而这种感应电流因为导体的电阻而产生热能的一种电炉。它又可分为感应熔炼炉和感应加热炉，常利用感应炉研制氮化硅等。

电弧感应加热炉（arcinductionheating）
热量主要由电弧产生的电加热炉，用于人工合成云母、生产氧化铝空心球及硅酸铝耐火纤维优质保温材料等。二、高温倒焰窑（reverseflamekiln）三、梭式窑（drawerkiln）5.6.2连续式窑一、隧道窑（tunnelkiln）二、高温推板窑
椎扳式电热隧道窑的通道由一个或数个隧道所组成，通道底由坚固的耐火砖精确砌成滑道，制品装在推板上由顶推机构推入窑炉内烧成。

三、辊道窑（rollerkiln）
辊道窑是电热式隧道窑的一种，只是传递烧结样品的传递系统不是传统的窑车、推板，而是同步转动的陶瓷或金属辊棒。每条辊子在窑外传动机构的作用下不断地转动；制品由隧道的预热端放置在辊子上，在辊子的转动作用下通过隧道的预热带、烧成带和冷却带。5.6.3窑炉辅助设备制定烧成制度的依据：
（1）以坯釉的化学组成及其在烧成过程中的物理化学变化为依据。

（2）以坯件的种类、大小、形状和薄厚为依据。

（3）以窑炉的结构、类型、燃料种类以及装窑方式和装窑疏密为依据。

（4）以相似产品的成功烧成经验为依据。5.7.1温度制度的确定5.7.2气氛制度的控制