第八章燒結(jié)習題與解答(編輯修改稿)
2025-04-21 06:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 r = 812 在 1500℃，MgO正常的晶粒長大期間，觀察到晶體在1h內(nèi)從直徑從1μm 長大到10μm，在此條件下，要得到直徑20μm的晶粒，需燒結(jié)多長時間？如已知晶界擴散活化能為60kcal/mol，試計算在 1600℃下4h后晶粒的大小，為抑制晶粒長大，加入少量雜質(zhì)，在 1600℃下保溫4h，晶粒大小又是多少?解：燒結(jié)數(shù)率常數(shù)和溫度關(guān)系服從阿累尼烏斯方程：即 ……………………………………………………（1）其中：為常數(shù) ，Q為晶界擴散活化能，在正常的晶粒長大期間，晶粒直徑與時間關(guān)系為：……………………（2） 其中為時晶粒的平均尺寸。在加入少量雜質(zhì)時，晶粒直徑與時間關(guān)系為：…………………………（3）在 1500℃時，MgO正常生長時，由（2）有99再由（1）有＝則在 1500℃正常生長條件下，達到所需時間為： 在 1600℃時＝由（2）＝ 加入雜質(zhì)后由（3）有＝ 813 假定NiCr2O4的表面能為600erg/cm2。在 1200℃和 1400℃時Ni2＋和Cr3＋離子的擴散系數(shù)分別為：Ni2＋在NiO中D1473＝110－11；D1673＝310－ 10cm2/s；Cr3＋在Cr2O3中D1473＝710－ 11 cm2/s，D1673＝10－ 9cm2/s；求在 1200℃和 1400℃燒結(jié)時，開始1h的線收縮率是多少？（）解：線收縮率：1200℃,對NiO和Cr2O3粉末,其則可求出K1473,同理,可求出 K1673,代入上式,即可求出式中g(shù)=600erg/cm2,243。= T=1473K,1673K,r= 814 在制造透明Al2O3材料時，原始粉料粒度為2μm，測得晶粒尺寸10μm，試問若保溫時間為2h，晶粒尺寸多大？％MgO，此時若保溫時間為2h，晶粒又有尺寸多大？解：由 在此條件下保溫,設(shè)直徑為則有：即求加入少量的MgO時：由 815 在 1500℃Al2O3正常晶粒生長期間。如已知晶界擴散活化能為335kJ/mol，試預(yù)測在 1700℃下保溫時間為4h后，晶粒尺寸是多少？％MgO雜質(zhì)對Al2O3晶粒生長速度會有什么影響？在與上面相同條件下燒結(jié)，會有什么結(jié)果，為什么？解：由 由 在 1700℃時， 由，有 ％MgO時，會抑制Al2O3晶粒生長，抑制現(xiàn)象會更加明顯，原因是由于晶界移動時遇到的雜質(zhì)（MgO）更多，限制了晶粒的生長。816 材料的許多性能如強度、光學性能等要求其晶粒尺寸微小且分布均勻，工藝上應(yīng)如何控制燒結(jié)過程以達到此目的?解：（1） 晶粒的大小取決于起始晶粒的大小,燒結(jié)溫度和燒結(jié)時間 。（2） 防止二次再結(jié)晶引起的晶粒異常長大 。817 晶界移動通遇到夾雜物時會出現(xiàn)哪幾種情況？從實現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)如何移動？怎樣控制？解：晶粒正常長大時，如果晶界受到第二相雜質(zhì)的阻礙，其移動可能出現(xiàn)三種情況。（1）晶界能量較小，晶界移動被雜質(zhì)或氣孔所阻擋，晶粒正常長大停止。（2）晶界具有一定的能量，晶界帶動雜質(zhì)或氣孔繼續(xù)移動，這時氣孔利用晶界的快速通道排除，坯體不斷致密。（3）晶界能量大，晶界越過雜質(zhì)或氣孔，把氣孔包裹在晶粒內(nèi)部。由于氣孔脫離晶界，再不能利用晶界這樣的快速通道排除，使燒結(jié)停止，致密度不再增加，這將出現(xiàn)二次再結(jié)晶現(xiàn)象。從實現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)按第二種情況移動，控
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