【冶金精品文檔】河南省精品課程陶瓷工藝原理-在線瀏覽
2025-02-26 14:47本頁(yè)面
【正文】 而出現(xiàn)液相的燒結(jié)過(guò)程。 ２）可制備具有控制的微觀結(jié)構(gòu)和優(yōu)化性能 的陶瓷復(fù)合材料 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 液相燒結(jié)的階段 (a)液相燒結(jié)不同階段的示意圖 (O:熔化 。Ⅱ :溶解 沉淀 。(b)在不同溫度下，氧化鋁 玻璃體系中，實(shí)際致密化作為燒結(jié)時(shí)間的函數(shù)所示 意的不同 LPS階段 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 三元相圖表示由 SSS、 LPS、粘滯復(fù)相燒結(jié) (VCS)以及粘滯玻璃相燒結(jié) (VGS)時(shí)的相的體積分?jǐn)?shù)關(guān)系。在 IPS燒結(jié)區(qū)域 ABCS．表示出此燒結(jié)機(jī)理的不同分階段 Ⅰ ：重排， Ⅱ ：溶解 沉淀， Ⅲ ：氣孔排除 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 液相燒結(jié)過(guò)程的致密化機(jī)理 一、顆粒重排（ Particles Rearrangement） 在 LPS燒結(jié)過(guò)程中，顆粒間的液相膜起潤(rùn)滑作用。當(dāng)坯體的密度增加時(shí)，由于周?chē)w粒的緊密接觸，顆粒進(jìn)一步重排的阻力增加，直至形成緊密堆積結(jié)構(gòu)。 (b)三個(gè)組分液相所對(duì)應(yīng)濃度梯度作為 r的函數(shù)，其中 rc是接觸半徑，h是液相膜厚度 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 三、氣孔排除 在燒結(jié)中期，相互連續(xù)的氣孔通道開(kāi)始收縮，形成封閉的氣孔，根據(jù)材料體系的不同，密度范圍從 。氣孔封閉后， LPS燒結(jié)進(jìn)入最后階段。 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 晶粒生長(zhǎng)和粗化 一般在大量液相中，球形顆粒的晶粒生長(zhǎng)由下式給出： 式中， rs為在時(shí)間 t時(shí)的晶粒平均半徑，為在時(shí)間為 0時(shí)的晶粒平均半徑， k為晶粒生長(zhǎng)速率常數(shù)。 ? ? ? ? ktrr nsns ?? 0 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 特色燒結(jié)方法 １）熱壓燒結(jié) ２）熱等靜壓 ３）放電等離子體燒結(jié) ４）微波燒結(jié) ５）反應(yīng)燒結(jié) ６）爆炸燒結(jié) 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 熱壓燒結(jié) 熱壓燒結(jié)（ hot pressing）是在燒結(jié)過(guò)程中同時(shí)對(duì)坯料施加壓力，加速了致密化的過(guò)程。 熱壓技術(shù)已有 70年歷史，最早用于碳化鎢和鎢粉致密件的制備。 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 一、熱壓燒結(jié)的優(yōu)點(diǎn) （ 1）所需的成型壓力僅為冷壓法的 1/10 （ 2）降低燒結(jié)溫度和縮短燒結(jié)時(shí)間，抑制了晶粒的長(zhǎng)大。 （ 4）能生產(chǎn)形狀較復(fù)雜、尺寸較精確的產(chǎn)品。 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 二、熱壓裝置和模具 （ a）電阻間熱式；（ b）感應(yīng)間熱式； （ c）電阻直熱式；（ d）感應(yīng)直熱式 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 三、熱壓燒結(jié)的驅(qū)動(dòng)力 在熱壓燒結(jié)的初始階段，假設(shè)所有粉體都是規(guī)則的球形顆粒立方堆積在一起，則作用在顆粒接觸面積上的有效壓力為 : 其中， a為顆粒半徑， x為頸部半徑， r為頸部曲率半徑。 rPP sap pl ??2.*2 ?? rPxaP sappl?? ?? .2*1 4rPP sap pl ??2.*2 ??3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 四、熱壓燒結(jié)的致密化過(guò)程 （ 1）微流動(dòng)階段 （ 2）塑性流動(dòng)階段 （ 3）擴(kuò)散階段 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 五、熱壓燒結(jié)機(jī)理 （ 1）塑性變形機(jī)理 ???????? ?? ?? 1 1ln32*2 YP? ??? 其中 σY為燒結(jié)材料的屈服應(yīng)力。 ， ?? 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 （ 3）擴(kuò)散機(jī)理 晶格擴(kuò)散： 2*1RTaPVDtdtd ml??? 晶界擴(kuò)散： 3*RT aPVDdtd mbb?? ? 顆粒尺寸對(duì)擴(kuò)散機(jī)理作用的致密化速率的影響如下： 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 熱等靜壓 熱等靜壓工藝（ Hot Isostatic Pressing，簡(jiǎn)寫(xiě)為 HIP）是將粉末壓坯或裝入包套的粉料裝入高壓容器中，使粉料經(jīng)受高溫和均衡壓力的作用，被燒結(jié)成致密件。 目前，熱等靜壓技術(shù)的主要應(yīng)用有：金屬和陶瓷的固結(jié)，金剛石刀具的燒結(jié)，鑄件質(zhì)量的修復(fù)和改善，高性能磁性材料及靶材的致密化。 一、熱等靜壓的優(yōu)點(diǎn) 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 二、熱等靜壓裝置 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 三、熱等靜壓燒結(jié)工藝 直接 HIP工藝流程圖 后 HIP工藝流程圖 3/2/2023 河南省精品課程 —— 陶瓷工藝原理 放電等離子體燒結(jié) 放電等離子體燒結(jié)工藝 (Spark Plasma Sintering，簡(jiǎn)寫(xiě)為 SPS)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型材料制備工藝方法。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是利用體加熱和表面活化，實(shí)現(xiàn)材料的超快速致密化燒結(jié)。
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