第七章 熱壓燒結(jié)1

1、燒結(jié)燒結(jié)材料性質(zhì)材料性質(zhì) 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)化學(xué)組成、礦物組成化學(xué)組成、礦物組成顯微結(jié)構(gòu)顯微結(jié)構(gòu)晶粒尺寸分布晶粒尺寸分布?xì)饪壮叽绶植細(xì)饪壮叽绶植季Ы珞w積分?jǐn)?shù)晶界體積分?jǐn)?shù)改變改變目的目的：粉狀物料變成致密體。：粉狀物料變成致密體。陶瓷、耐火材料、粉沫冶金、超高溫材料陶瓷、耐火材料、粉沫冶金、超高溫材料現(xiàn)代無機(jī)材料現(xiàn)代無機(jī)材料 如：功能瓷：熱、聲、光、電、磁、生物特性。如：功能瓷：熱、聲、光、電、磁、生物特性。 結(jié)構(gòu)瓷：耐磨、彎曲、濕度、韌性結(jié)構(gòu)瓷：耐磨、彎曲、濕度、韌性應(yīng)用應(yīng)用1 概述概述一、燒結(jié)的定義及分類一、燒結(jié)的定義及分類 1. 定義定義宏觀宏觀 定義定義：粉體原料經(jīng)過成型、加熱到低于熔點(diǎn)的溫度，發(fā)

2、生固結(jié)、氣孔率下降、收縮加大、致密度提高、晶粒增大，成為堅(jiān)硬的燒結(jié)體，這個(gè)過程稱為燒結(jié)。微觀定義微觀定義：固體中分子（原子）間存在相互吸引，通過加熱使質(zhì)點(diǎn)獲得足夠的能量進(jìn)行遷移，使粉末體產(chǎn)生顆粒粘結(jié)，使粉末體產(chǎn)生顆粒粘結(jié)，產(chǎn)生強(qiáng)度并導(dǎo)致致密化和再結(jié)晶的過程，稱為燒結(jié)產(chǎn)生強(qiáng)度并導(dǎo)致致密化和再結(jié)晶的過程，稱為燒結(jié)。 粉末成型體在低于熔點(diǎn)的高溫作用下，產(chǎn)生顆粒間的粉末成型體在低于熔點(diǎn)的高溫作用下，產(chǎn)生顆粒間的粘附，通過物質(zhì)傳遞遷移，使成型坯體變成具有一定幾何粘附，通過物質(zhì)傳遞遷移，使成型坯體變成具有一定幾何形狀和性能，即有一定強(qiáng)度的致密體的過程，稱為燒結(jié)。形狀和性能，即有一定強(qiáng)度的致密體的過程，稱為

3、燒結(jié)。常規(guī)燒結(jié)常規(guī)燒結(jié)（是否出現(xiàn)液相） 2. 分類分類固相燒結(jié)：固相燒結(jié)：在燒結(jié)溫度下基本上無液相出現(xiàn)的燒結(jié)，如高純氧化物之間的燒結(jié)過程液相燒結(jié)：液相燒結(jié)：有液相參與下的燒結(jié)，如多組分物系在燒結(jié)溫度下常有液相出現(xiàn)， 凹面界面能 晶界向凸面曲率中心移動(dòng)則，小于6條邊的晶?？s?。ɑ蛳В?，大于6條邊的晶粒長大 影響燒結(jié)的因素影響燒結(jié)的因素一、燒結(jié)一、燒結(jié)溫度和時(shí)間的影響溫度和時(shí)間的影響 1、燒結(jié)、燒結(jié)溫度溫度2、燒結(jié)、燒結(jié)時(shí)間時(shí)間T ，P蒸，D擴(kuò)，促進(jìn)燒結(jié)T 過高：1）浪費(fèi)燃料，不經(jīng)濟(jì)； 2）促使二次再結(jié)晶，使制品性能惡化； 3）液相量增多，急劇下降，使制品變形。延長t ，會(huì)不同程度的促進(jìn)燒結(jié)的完

4、成；但是，在燒結(jié)后期，不合理的延長t，會(huì)加劇二次再結(jié)晶的作用，得不到致密的制品。3、燒結(jié)、燒結(jié)溫度與保溫時(shí)間的關(guān)系溫度與保溫時(shí)間的關(guān)系燒結(jié)高T階段：以體積擴(kuò)散為主，導(dǎo)致坯體致密化燒結(jié)低T階段：以表面擴(kuò)散為主，只改變氣孔形狀，不致密化如在低溫階段保溫t過長，不僅不引起致密化，反而因表面擴(kuò)散改變氣孔形狀而給制品性能帶來危害。剛玉坯體燒結(jié)程度與細(xì)度的關(guān)系：二、原始粉料粒度的影響二、原始粉料粒度的影響 1、物料粒度、物料粒度 r ，總表面能，則：總表面能，則： 1）燒結(jié)推動(dòng)力； 2）原子擴(kuò)散距離 ； 3）液相中的溶解度。使燒結(jié)過程加速使燒結(jié)過程加速粒度 r 由2m 0.5m ，燒結(jié)速率 ，64倍 ，相

5、當(dāng)于燒結(jié)溫度降低了150300。 31rdtd例如：例如：2、物料原始、物料原始粒徑細(xì)且均勻粒徑細(xì)且均勻，可防止二次再結(jié)晶，可防止二次再結(jié)晶粉末最適宜粒度：0.050.5m3、物料粒度不同，燒結(jié)機(jī)理不同、物料粒度不同，燒結(jié)機(jī)理不同粗顆粒 按體積擴(kuò)散機(jī)理燒結(jié)細(xì)顆粒 按晶界擴(kuò)散和表面擴(kuò)散機(jī)理燒結(jié)如：如：AlN燒結(jié)燒結(jié)三、物料活性的影響三、物料活性的影響 活性氧化物通常是用其相應(yīng)的鹽類熱分解制成的?；钚匝趸锿ǔＪ怯闷湎鄳?yīng)的鹽類熱分解制成的。實(shí)踐表明，采用實(shí)踐表明，采用不同形式的母鹽不同形式的母鹽以及以及熱分解條件熱分解條件，對(duì)所得氧化物活性有著重影響。對(duì)所得氧化物活性有著重影響。舉例：鹽類的選擇舉例：鹽類的選擇鹽的種類不同，M