硅酸鹽物理化學(xué)第九章材料的燒結(jié)-資料下載頁
2024-12-07 21:15本頁面
【正文】 (dθ /dt) + ? ??? ?143P 晶粒生長與二次再結(jié)晶： 晶粒生長與二次再結(jié)晶過程往往與燒結(jié)中、后期的傳質(zhì)過程是同時進(jìn)行的。 晶粒生長 晶粒生長是無應(yīng)變的材料在熱處理時，平均晶粒尺寸在不改變其分布的情況下，連續(xù)增大的過程。在燒結(jié)的中、后期，晶粒要逐漸長大，而一些晶粒生長過程也是另一部分晶粒縮小或消滅的過程。其結(jié)果是平均晶粒尺寸都增長了。這種晶粒長大并不是小晶粒的相互粘結(jié)，而是晶界移動的 結(jié)果。在晶界兩邊物質(zhì)的吉布斯自由能之差是使界面向曲率中心移動的驅(qū)動力。 晶界的移動速率： ???????? ???????? ???????? ???????? ?? RTHRSrrRTVNhRTv *21 e x p11?? 晶界移動速度與彎曲晶界的半徑成反比，因而晶粒長大的平均速度與晶粒的直徑成反比。晶粒長大定律為 : dD/dt = K/D 式中 D為時間 t時的晶粒直徑， K為常數(shù)，積分后得： D2一 D02 = Kt 式中 D0 為時間 t=0 時的晶粒平均尺寸。 二次再結(jié)晶 二次再結(jié)晶（或稱晶粒異常生長和晶 粒不連續(xù)生長）是少數(shù)巨大晶粒在細(xì)晶粒消耗時的異常長大過程。二次再結(jié)晶的推動力是大晶粒晶面與鄰近高表面能和小曲率半徑的晶面相比有較低的表面能，在表面能驅(qū)動下，大晶粒界面向曲率半徑小的晶粒中心推進(jìn)，以致造成大晶粒進(jìn)一步長大與小晶粒的消失。 晶粒生長與二次再結(jié)晶的區(qū)別在于前者坯體內(nèi)晶粒尺寸均勻地生長，服從(942)式。而二次再結(jié)晶是個別晶粒異常生長，不服從 (942)式。晶粒生長是平均尺寸增長，不存在晶核，界面處于平衡狀態(tài)，界面上無應(yīng)力。二次再結(jié)晶的大晶粒界面上有應(yīng)力存在。晶粒生長時氣孔都維持在晶界上或晶界的交 匯處，二次再結(jié)晶時氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部。 從工藝控制考慮，造成二次再結(jié)晶的原因主要是原始粒度不均勻、燒結(jié)溫度偏高和燒結(jié)速率太快。其它還有坯體成型壓力不均勻，局部有不均勻液相等。為避免氣孔封閉在晶粒內(nèi)，避免晶粒異常生長，應(yīng)防止致密化速率太快。在燒結(jié)體達(dá)到一定的體積密度以前，應(yīng)該用控制溫度來抑止晶界移動速率。防止二次再結(jié)晶的最好方法是引入適當(dāng)?shù)奶砑觿?，它能抑制晶界遷移，有效地加速氣孔的排除。當(dāng)采用晶界遷移抑制劑時，晶粒生長公式應(yīng)寫成以下形式 : G3 – G03 = Kt
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