第十二章陶瓷燒結原理與技術(編輯修改稿)
2024-11-22 11:59 本頁面
【文章內容簡介】 在燒結氧化鋁瓷時，為防止二次重結晶，一般加入 MgO，它們與氧化鋁形成化合物鎂鋁尖晶石（ MgO〃Al 2O3），包裹在 Al2O3晶粒的表面上，抑制了二次重結晶，對促進燒結致密化有很顯著的作用。 （ 3）阻止多晶轉變 ZrO2燒結時，由于有多晶轉變，體積變化較大，燒結困難。加入 5%CaO外加劑以后， Ca2+離子進入晶格臵換 Zr4+離子，由于電價不等而生成陰離子缺位固溶體，抑制了多晶轉化，使燒結易于進行。 （ 4）與燒結相形成液相 在生產 95氧化鋁瓷時，加入 CaO、SiO2，當 CaO∶SiO 2=1∶1 時， 95氧化鋁瓷在 1813K就燒結了。這是由于在燒成時生成了 CaOAl2O3SiO2玻璃相（液相），離子在液相中擴散阻力小，從而降低了燒結溫度。 （ 5）擴大燒結溫度范圍 ? 外加劑的引入，有時還能擴大燒結溫度范圍。如在壓電陶瓷（ PZT瓷）中加入適量的 La2O和Nb2O5，其燒結度范圍可以從只有 20～ 40℃ 擴大到 80℃ 。這是由于外加劑在晶格內產生空位，有利于瓷坯的致密化。 ? 但是外加劑的引入要適量。如選擇不當，反會引起阻礙燒結的作用。表 144是氧化鋁瓷燒結時外加劑種類和數量對活化的影響 P30。 3．燒結氣氛的影響 ? 燒結氣氛一般為氧化、還原和中性氣氛三種。不同氣氛對氧化鋁瓷燒結的影響由表 145所示 P31。 ? 燒結采用什么氣氛有利，要根據材料的組成、外加劑以及材料的性能等因素來確定。表 146為不同氣氛下 αAl2O3中 O2離子擴散系數和溫度的關系。氫氣氛有利于氣孔排除。 ? 表 147顯示在細顆粒、有 MgO外加劑、 H2氣氛條件下，氧化鋁陶瓷不僅燒結溫度降低，保溫時間縮短，結果瓷體密度高、抗折強度大。 燒結方法 ? 新型陶瓷的燒結方法很多，常見的燒結方法分類列于表 148。 ? 1．常壓燒結 ? 此法為常用燒結方法，無需特殊的氣氛，在常壓下燒成，適用于無特殊要求的新型陶瓷制品的生產。為了降低燒結溫度，縮短燒成時間，需引入添加劑和使用易于燒結的粉料。常壓燒結工藝簡單，成本低。 陶瓷裝窯 2．熱壓燒結 ? 熱壓燒結是對較難燒結的粉料或生坯在模具內施加壓力，同時升溫燒結的工藝。 ? 熱壓燒結的加熱方式有電阻直接加熱、電阻間接加熱、感應間接加熱、感應直接加熱四種。 ? 熱壓燒結用的模具材料有石墨、氧化鋁和碳化硅等。石墨可承受 70MPa壓力， 1500～2020℃ 的溫度；氧化鋁模可承受 200MPa壓力。 3．熱等靜壓燒結 ? 熱等靜壓燒結工藝是將粉末壓坯或裝入包套的粉料放入高壓容器中， 在高溫和均衡壓力的作用下，將其燒結為致密體。 ? 熱等靜壓燒結需要一個能夠承受足夠壓力的燒結室 — 高壓釜。小型熱等靜壓裝置中，加熱體可置于釜外，大型的則置于高壓釜之內，通常以鉬絲為發(fā)熱體，以氮、氬、氦等惰性氣體為傳壓介質。燒結溫度可 高達 2700℃ 之多，高壓釜本身可采用循環(huán)水冷卻，以保持足夠的強度和防止高溫腐蝕。陶瓷工藝 P132133 ? 壓模是一種特制的薄層密封軟模套，大都采用高溫下具有良好塑性而又有足夠強度的金屬筒制成，如純鐵、軟鋼、不銹鋼、鎳、鈦、鉬、 鉑等。 ? 熱等靜壓燒結可制造高質量的工件，其晶粒細勻、晶界致密、
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