材料科學(xué)基礎(chǔ)相圖習(xí)題(編輯修改稿)
2025-04-21 04:33 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 大過(guò)程。（3）固相燒結(jié)：固態(tài)粉末在適當(dāng)?shù)臏囟?、壓力、氣氛和時(shí)間條件下，通過(guò)物質(zhì)與氣孔之間的傳質(zhì)，變?yōu)閳?jiān)硬、致密燒結(jié)體的過(guò)程。液相燒結(jié)：有液相參加的燒結(jié)過(guò)程。詳細(xì)說(shuō)明外加劑對(duì)燒結(jié)的影響?答：（1）外加劑與燒結(jié)主體形成固溶體使主晶格畸變，缺陷增加，有利結(jié)構(gòu)基元移動(dòng)而促進(jìn)燒結(jié)；（2）外加劑與燒結(jié)主體形成液相，促進(jìn)燒結(jié)；（3）外加劑與燒結(jié)主體形成化合物，促進(jìn)燒結(jié)；（4）外加劑阻止多晶轉(zhuǎn)變，促進(jìn)燒結(jié)；（5）外加劑起擴(kuò)大燒結(jié)范圍的作用。簡(jiǎn)述燒結(jié)過(guò)程的推動(dòng)力是什么?答：能量差，壓力差，空位差。說(shuō)明影響燒結(jié)的因素？答：（1）粉末的粒度。細(xì)顆粒增加了燒結(jié)推動(dòng)力，縮短原子擴(kuò)散距離，提高顆粒在液相中的溶解度，從而導(dǎo)致燒結(jié)過(guò)程的加速；（2）外加劑的作用。在固相燒結(jié)中，有少量外加劑可與主晶相形成固溶體，促進(jìn)缺陷增加，在液相燒結(jié)中，外加劑改變液相的性質(zhì)（如粘度，組成等），促進(jìn)燒結(jié)。（3）燒結(jié)溫度：晶體中晶格能越大，離子結(jié)合也越牢固，離子擴(kuò)散也越困難，燒結(jié)溫度越高。（4）保溫時(shí)間：高溫段以體積擴(kuò)散為主，以短時(shí)間為好，低溫段為表面擴(kuò)散為主，低溫時(shí)間越長(zhǎng)，不僅不引起致密化，反而會(huì)因表面擴(kuò)散，改變了氣孔的形狀而給制品性能帶來(lái)?yè)p害，要盡可能快地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴(kuò)散條件。（5）氣氛的影響：氧化，還原，中性。（6）成形壓力影響：一般說(shuō)成型壓力越大顆粒間接觸越緊密，對(duì)燒結(jié)越有利。在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過(guò)程中，使坯體致密的推動(dòng)力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說(shuō)明原因。答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過(guò)程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動(dòng)力是空位濃度差。對(duì)于擴(kuò)散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長(zhǎng)速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對(duì)燒結(jié)過(guò)程有決定性作用，擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式？固相燒結(jié)與液相燒結(jié)之間有何相同與不同之處？答：固相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有蒸發(fā)凝聚傳質(zhì)和擴(kuò)散傳質(zhì)，液相燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有溶解沉淀傳質(zhì)和流動(dòng)傳質(zhì)。固相燒結(jié)與液相燒結(jié)的共同點(diǎn)是燒結(jié)的推動(dòng)力都是表面能；燒結(jié)過(guò)程都是由顆粒重排、物質(zhì)傳遞與氣孔充填、晶粒生長(zhǎng)等階段組成。不同點(diǎn)是：由于流動(dòng)傳質(zhì)比擴(kuò)散傳質(zhì)速度快，因而致密化速率高；固相燒結(jié)主要與原料粒度和活性、燒結(jié)溫度、氣氛成型壓力等因素有關(guān)，液相燒結(jié)與液相數(shù)量、液相性質(zhì)、液固潤(rùn)濕情況、固相在液相中的溶解度等有關(guān)。氧化鋁燒結(jié)到接近理論密度時(shí)，可使可見(jiàn)光幾乎透過(guò)100％，用它來(lái)裝鈉蒸氣（在超過(guò)大氣壓的壓力下）作為路燈。為通過(guò)燒結(jié)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，請(qǐng)你列出研究方案。答：制備透明氧化鋁陶瓷的主要技術(shù)措施是：（1）采用高純氧化鋁原料，Al2O3%，無(wú)雜質(zhì)和玻璃相；（2）～%MgO，在晶粒表面生成鎂鋁尖晶石，降低晶界移動(dòng)速度，抑制晶粒生長(zhǎng)；（3）在氫氣或真空中燒結(jié)，促進(jìn)氣孔擴(kuò)散；（4）采用熱壓燒結(jié)，提高制品致密度。試述燒結(jié)的推動(dòng)力和晶粒生長(zhǎng)的推動(dòng)力，并比較兩者之大小。答：燒結(jié)推動(dòng)力是粉狀物料的表面能（γsv）大于多晶燒結(jié)體的晶界能（γgb），即γsvγgb。生長(zhǎng)的推動(dòng)力是晶界兩側(cè)物質(zhì)的自由焓差，使界面向
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