制造工藝過程與方法-資料下載頁
2025-04-28 00:55本頁面
【正文】 ? 缺點(diǎn)： 1鹽類分解會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體，污 染環(huán)境； 2生產(chǎn)過程較沉淀法等其他方法復(fù)雜。 溶液生長(zhǎng)法 ? 主要用于人工合成晶體的制備。 ? 基本原理：是將所需制備晶體的原料作為溶質(zhì)形成過飽和溶液，逐漸結(jié)晶，使晶體長(zhǎng)大。 ? 可分為： 1低溫溶液生長(zhǎng)法、變溫法（降溫法、升溫法）、流動(dòng)法。 2高溫溶液生長(zhǎng)法：使高熔點(diǎn)的結(jié)晶物質(zhì)溶解于低熔點(diǎn)的助熔劑中，形成飽和溶液，通過降溫或蒸發(fā)使欲生長(zhǎng)的晶體自發(fā)結(jié)晶或在粒晶上生長(zhǎng)。 ? 定義：以固態(tài)物為原料，通過固相反應(yīng)和燒結(jié)等過程制備材料的方法。例如：水泥熟料的煅燒 陶瓷、耐火材料的 高溫?zé)Y(jié) , 粉末冶金 ,人工晶體固相生長(zhǎng) ,高溫自蔓延合成 。 ? 固相反應(yīng)： 是固體直接參與化學(xué)反應(yīng)，一般由相界面上的化學(xué)反應(yīng)和固相內(nèi)的物質(zhì)遷移兩個(gè)過程組成。包括：化合反應(yīng) 、分解反應(yīng)、 氧化還原反應(yīng) 、固溶反應(yīng)、 相變等。 ? 固相反應(yīng)開始溫度：一般低于反應(yīng)物的熔融溫度或系統(tǒng)的低共熔溫度。通常相當(dāng)于一種反應(yīng)物開始呈現(xiàn)顯著擴(kuò)散的溫度。稱為 泰曼溫度或燒結(jié)溫度 。 ? 不同物質(zhì)的泰曼溫度與其熔點(diǎn) Tm存在一定的關(guān)系。金屬為 ()Tm 、鹽類為 、硅酸鹽為 ()Tm 固相法 高溫?zé)Y(jié)法 自蔓延高溫合成法 固相縮聚 熱分解法 ? 燒結(jié) 是一種合成加工方法。它使由細(xì)小顆粒構(gòu)成的多孔固體變成致密的固體，同時(shí)了它的機(jī)械強(qiáng)度，并賦予它其他一些物理性能。 ? 燒結(jié)的推動(dòng)力： 減少內(nèi)表面的傾向。 ? （ 1）粉料在粉碎與研磨過程中消耗機(jī)械能，以表面能形式貯存在粉體中，同時(shí)粉碎也引起晶格缺陷。 ? （ 2）粉體與燒結(jié)體相比處在能量不穩(wěn)定狀態(tài)，任何系統(tǒng)能量降低是一種自發(fā)趨勢(shì)。 ? 燒結(jié)理論認(rèn)為 ：粉狀物料的 表面能 大于多晶燒結(jié)體的晶界能是 燒結(jié)的推動(dòng)力 。 ? 燒結(jié)包括：固相燒結(jié)：發(fā)生在單純的固體之間的燒結(jié) 。液相燒結(jié)：有液相參與下的燒結(jié)。 ? 燒結(jié)與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系：燒結(jié)過程中可能包含有某些化學(xué)反應(yīng)，也可能在不發(fā)生任何化學(xué)反應(yīng)的情況下進(jìn)行。 ? 燒結(jié)過程可描述為：在高溫下固體顆粒之間接觸界面擴(kuò)大，并逐漸形成晶界 。氣孔從連通的逐漸變成孤立的，并縮小，并逐步從坯中排出 。使成型體的致密度和強(qiáng)度增加，成為具有一定性能和幾何形態(tài)的整體 。 高溫?zé)Y(jié)法 經(jīng)典的燒結(jié)過程是陶瓷燒成 典型的燒結(jié)是陶瓷的燒成，一般將其過程分為四個(gè)階段 : A. 低溫階段（室溫 300℃ ） ? 1排除水分（一般是吸附水） ? 2固體顆?？繑n， ? 3坯體產(chǎn)生少量收縮。 注意：坯體入窯水分較高時(shí)，易造成坯體開裂。 B. 氧化分解階段（ 300950℃ ） ? 1坯體中所含有機(jī)物、碳酸鹽、鐵質(zhì)化合物等氧化或分解。 ? 2排除結(jié)構(gòu)水 ? 3 。 反應(yīng)過程與升溫速度及窯內(nèi)氣氛密切相關(guān)。 氧化反應(yīng)和分解反應(yīng)包括： 氧化反應(yīng)： 、有機(jī)物（粘土帶入）發(fā)生氧化反應(yīng)并放出氣體。 分解反應(yīng)： 例如：高嶺石 400600℃ ，蒙脫石 550750℃ ，伊利石 550650℃ ，葉蠟石 600750℃ ，瓷石 600700℃ ，滑石 800900℃ 。 1000℃ 左右基本結(jié)束。 C. 高溫階段（ 950最高燒成溫度） ——玻化成瓷期。 ? 1繼續(xù)上述未完成的氧化分解反應(yīng)。硫酸鹽的分解，高價(jià)鐵的分解與還原。 ? 2形成大量的液相和莫來石晶體。 ? 3石英熔解，莫來石重結(jié)晶 坯體燒結(jié)。 D. 冷卻階段（燒成溫度－室溫） ? 1液相析晶、液相過冷為玻璃相，殘余石英發(fā)生晶型轉(zhuǎn)變。 ? 2坯體的強(qiáng)度、硬度、光澤度增大。 （簡(jiǎn)稱 SHS） ? 這種方法主要是前蘇聯(lián)科學(xué)家提出并發(fā)展起來的合成方法。 ? 原理：是利用反應(yīng)本身放出的熱量維持反應(yīng)的繼續(xù)（必須是高放熱反應(yīng)）一旦被引發(fā)，就不再需要外加熱源，并以燃燒波的形式通過反應(yīng)混合物，并隨著燃燒波的前進(jìn)，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。 其過程： ? 將反應(yīng)的原料混合物壓制成塊； ? 在塊的一端引燃反應(yīng)； ? 反應(yīng)放出巨大的熱量，使得鄰近的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)； ? 燃燒波以一定的速度推進(jìn)，反應(yīng)混合物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物。 圖 323 SHS過程示意圖。 自蔓延高溫合成法（ SHS) 優(yōu)點(diǎn)： ? 生產(chǎn)過程簡(jiǎn)單。 ? 反應(yīng)可以在真空或惰性氣體的環(huán)境里進(jìn)行。因而可制得高純度的產(chǎn)品。 ? 反應(yīng)迅速，物料瞬間可達(dá)幾千度的高溫。 例如：鎂光燈 鋁熱反應(yīng)。 ? 反應(yīng)過程消耗外部能量少（只需點(diǎn)燃）。 ? 集材料合成和燒結(jié)于一體。 應(yīng)用： 粉末、多孔材料、 致密材料、 復(fù)合材料 梯度功能材料、涂層等。 自蔓延生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng) 自蔓延產(chǎn)品 自蔓延微觀結(jié)構(gòu) 指單體或預(yù)聚體在固態(tài)條件下的縮聚反應(yīng)。 特點(diǎn) ： （ 1）適用反應(yīng)溫度范圍窄，一般比單體熔點(diǎn)低 1530℃ ； （ 2）一般采用 AB型單體； （ 3）存在誘導(dǎo)期； （ 4）聚合產(chǎn)物分子量分布比熔融聚合產(chǎn)物寬。 很多金屬的碳酸鹽、 硫酸鹽、 硝酸鹽等 都通過熱分解法獲得特種無機(jī)材料 用的氧化物粉末 思考題 ? PVD和 CVD? ? ？ ? 3．硫化床反應(yīng)器的基本原理。 ? 4．普通硅酸鹽玻璃的主要化學(xué)成分是什么？簡(jiǎn)要介紹玻璃的熔制過程。 ? 5．溶膠－凝膠法的基本原理，及其優(yōu)、缺點(diǎn)。 ? 6．什么是固相反應(yīng)？ ? 7．什么是高溫?zé)Y(jié)？其推動(dòng)力是什么？ ? 8．簡(jiǎn)述普通陶瓷的燒結(jié)過程。 ? 9．什么是自蔓延高溫合成法？其優(yōu)缺點(diǎn)有哪些？ ? 10．什么是水熱法？什么是噴霧法？
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