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      精密陶瓷固相燒結介紹(圖)

      編輯:科眾精密陶瓷廠 日期:20-10-15 閱讀:110次

      單一精密陶瓷粉末的燒結通常是典型的固相燒結,即在燒結過程中不形成液相,而精密陶瓷體的致密化主要是通過傳質方法實現的,例如蒸發,冷凝,擴散和傳質。下面科眾陶瓷就精密陶瓷固相燒結做個介紹蒸發一凝聚的傳質方 ...

      單一精密陶瓷粉末的燒結通常是典型的固相燒結,即在燒結過程中不形成液相,而精密陶瓷體的致密化主要是通過傳質方法實現的,例如蒸發,冷凝,擴散和傳質。下面科眾陶瓷就精密陶瓷固相燒結做個介紹


      蒸發一凝聚的傳質方式一般僅僅在高溫下蒸氣壓較大的系統內進行,如氧化鋯、氧化鈹和氧化鐵的燒結,燒結體中顆粒的頸部增長只在開始時比較顯著,隨著燒結的進行,頸部增長很快就停止了。因此對這類傳質過程用延長燒結時間不能達到促進燒結的效果。從工藝控制角度考慮,兩個重要的變量是原始粉料起始粒度和燒結溫度。粉末的起始粒度愈小,燒結速率愈大。由于飽和蒸氣壓隨溫度而呈指數地增加,因而提高溫度對燒結有利。蒸發一凝聚的傳質方式需要產生足夠高的蒸氣壓,一般精密陶瓷材料在燒結溫度附近往往滿足不了這一要求,因此單純通過蒸發一凝聚的傳質方式實現精密陶瓷制品的燒結并不多見。


      精密陶瓷柱塞

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      對于進行固相燒結的精密陶瓷材料,由于高溫下蒸氣壓低,此時往往固體內擴散傳質的方式更為重要。擴散傳質的推動力是作用在精密陶瓷顆粒頸部的張應力。由于顆粒頸部及接觸區域作用力的不同(頸部為張應力,接觸區域為壓應力.導致顆粒中空位的濃度在不同的區域產生差異,一般是頸部的空位濃度最大,顆粒內部次之,顆粒接觸部位則最小。這樣空位便從頸部向接觸部位傳輸。固體質點的擴散方向與空位的擴散是相反的,從而實現質點向頷部擴散、逐步排除氣孔的致密化過程。對以擴散傳質為主的固相燒結,從工藝角度考慮需要控制的主要變量如下。


      ①燒結時間。擴散傳質的致密化速率隨時間增長而穩定下降,并產生一個明顯的終點密度。從擴散傳質機理可知,隨頸部擴大,曲率半徑增大,傳質的推動力——空位濃度差逐漸減小。因此以擴散傳質為主要傳質手段的燒結,用延長燒結時間來達到坯體致密化的目的是不妥當的,對這一類燒結宜采用較短的保溫時間。


      精密陶瓷零部件

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      ②原料的起始粒度。大顆粒原料在很長時間內也不能充分燒結,而小顆粒原料在同樣時間內致密化速率很高。


      ③溫度對燒結過程有決定性的作用。升高溫度,固相擴散系數明顯增大,將會加快燒結。


      固相燒結雖然可以實現先進精密陶瓷成型坯體的燒結,但是如上所述,燒結體中總是存在一定的孔隙率,無法獲得完全致密或接近完全致密的燒結體,因此固相燒結的方式在精密陶瓷燒結中并不常見。事實上,由于實際精密陶瓷粉體中含有少量雜質,或者高溫下出現的“接觸”熔融現象,大多數精密陶瓷坯體在燒結過程中都會或多或少地出現液相。因此,純粹的固相燒結不易實現,取而代之的是液相燒結在先進精密陶瓷材料的制造過程中應用廣泛。


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