第十二章 陶瓷烧结原理与技术

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第十二章 陶瓷烧结原理与技术关于烧结机理若干问题： 关于烧结机理若干问题： 1.陶瓷的烧结定义？ 陶瓷的烧结定义？ 2.陶瓷烧结过程及要弄清的几个要点是什么？ 陶瓷烧结过程及要弄清的几个要点是什么？ 3.陶瓷烧结推动力的来源？ 陶瓷烧结推动力的来源？ 4.烧结为什么要加热进行？ 烧结为什么要加热进行？ 5.为什么烧结过程的物质传递总是向颗粒与颗 粒点接触的颈部方向移动？ 粒点接触的颈部方向移动？

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6.烧结过程的物质传质机构有哪些？ 烧结过程的物质传质机构有哪些？ 7.界面的形成？粒界移动与晶粒长大？平直晶 界面的形成？粒界移动与晶粒长大？ 界与120°角的诞生？ 界与120°角的诞生？ 8.固相反应和固相烧结的区别？ 固相反应和固相烧结的区别？ 烧结与烧成的区别? 9. 烧结与烧成的区别? 10.烧成制度曲线的制定? 10.烧成制度曲线的制定? 11.何谓二次重结晶？是利是害？ 11.何谓二次重结晶？是利是害？ 12. 各种烧成方法的特点与特色? 12. 各种烧成方法的特点与特色?

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1.烧结的定义

粉末经过成型， 粉末经过成型，在烧结炉中当加 热到一定温度后便开始收缩， 热到一定温度后便开始收缩，在低于 熔点温度下即变成致密的、 熔点温度下即变成致密的、坚硬的烧 结体，这种过程称为“烧结”。 结体，这种过程称为“烧结” 14- 为烧结现象的示意图。 图14-1为烧结现象的示意图。

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图 14-1 烧结现象示意图

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2.烧结阶段生胚: 生胚: 陶瓷生坯颗粒 之间呈点接触。 之间呈点接触。 烧结前期: 烧结前期:高温时物质 通过不同的扩散途径向 颗粒间的颈部和气孔部 位填充， 位填充，使颈部渐渐长 大，颗粒间接触界面扩 使气孔缩小、 大，使气孔缩小、致密 化程度提高， 化程度提高，孤立的气 孔布于晶粒相交的位置 上，坯体的密度超过理 论密度的90% 90%。 论密度的90%。

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烧结后期:随着晶界上的物质继续 向气孔扩散填充， 向气孔扩散填充，使致密 化继续进行， 化继续进行，晶粒继续均 匀长大， 匀长大，气孔随晶界一起 移动， 移动，直至获得致密化的 陶瓷材料，。另外， ,。另外 陶瓷材料，。另外，不同 形状的晶界， 形状的晶界，移动的情况 也各不相同， 也各不相同，弯曲的晶界 总是向曲率中心移动。 总是向曲率中心移动。曲 率半径愈小，移动就愈快。 率半径愈小，移动就愈快。 在烧结后期晶粒生长在过 程中， 程中，出现气孔迁移速率 显著低于晶界迁移速率的 现象，这时气孔脱开晶界， 现象，这时气孔脱开晶界， 被包裹到晶粒内。 被包裹到晶粒内。

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Atom movement in liquid phase sintering.

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3.烧

结过程中的物质传递烧结过程是一个物质的传递过程，通常物 质传递方式有以下四种，烧结过程中物质 传递的方式和机理列于表14传递的方式和机理列于表14-1。 气相) 蒸发和凝聚传质 (气相) 扩散传质(固相) 扩散传质(固相) 粘性和塑性流动传质 溶解液相) 溶解-沉淀传质 (液相)

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蒸发和凝聚传质 (气相): 由于颗粒表面曲率有差异，各 气相) 由于颗粒表面曲率有差异， 蒸气压高处蒸发而凝聚到蒸气压 部位蒸气压不同，物质从蒸气压 部位蒸气压不同，物质从蒸气压高处蒸发而凝聚到蒸气压 低处. 低处. 扩散传质(固相) 晶体的晶格中缺位或空位 缺位或空位的浓度存 扩散传质(固相): 晶体的晶格中缺位或空位的浓度存 在差异时， 在差异时，物质就会由缺陷浓度大的部位定向扩散到浓度 部位.由于在颈部、晶界表面和晶粒间存在空位浓度梯度， 部位.由于在颈部、晶界表面和晶粒间存在空位浓度梯度， 烧结过程中空位向体内移动,则物质通过体扩散、 烧结过程中空位向体内移动,则物质通过体扩散、表面扩 散和晶界扩散向颈部作定向传递 高温下某些晶粒具有牛顿型液体 粘性和塑性流动传质 高温下某些晶粒具有牛顿型液体 的粘性流动，使相邻晶粒中心互相逼近， 的粘性流动，使相邻晶粒中心互相逼近，晶粒间产生粘合 作用形成封闭气孔，封闭气孔由于粘性流动密实化， 作用形成封闭气孔，封闭气孔由于粘性流动密实化，产生 粘性流动传质；高温下坯体中固相含量较高， 粘性流动传质；高温下坯体中固相含量较高，会产生塑性 流动传质 . 溶解液相) 固相分散于液相中， 溶解-沉淀传质 (液相) : 固相分散于液相中，细小颗粒 其溶解度高)或颗粒表面的凸起部分溶解进入液相 液相， (其溶解度高)或颗粒表面的凸起部分溶解进入液相，并 通过液相转移到另一粗颗粒表面(其溶解度低) 通过液相转移到另一粗颗粒表面(其溶解度低)而沉淀下 一定的液相量，固相被液相润湿， 来，直至晶粒长大 一定的液相量，固相被液相润湿， 固相在液相中有适当的溶解度 …… 此处隐藏：1554字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……