第九章復(fù)習(xí)題答案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第九章一、判斷正誤1、燒結(jié)中始終可以只有一相是固態(tài)。 2、液相燒結(jié)與固相燒結(jié)的推動力都是表面能。3、二次再結(jié)晶對坯體致密化有利。4、擴(kuò)散傳質(zhì)中壓應(yīng)力區(qū)空位濃度<無應(yīng)力區(qū)空位濃度<張應(yīng)力區(qū)空位濃度。5、 晶粒長大源于小晶體的相互粘結(jié)。6、 一般來說，晶界是氣孔通向燒結(jié)體外的主要擴(kuò)散通道。一般來說，晶界是雜質(zhì)的富集之地。二、填空燒結(jié)的主要傳質(zhì)方式有：蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)、流動傳質(zhì)和溶解-沉淀傳質(zhì)_四種，這四種傳質(zhì)過程的坯體線收縮L/L與燒結(jié)時間的關(guān)系依次為L/L=0、L/Lt2/5、L/Lt和L/Lt1/3。三、選擇1、在燒結(jié)過程中，只改變氣孔形狀不引起坯

2、體收縮的傳質(zhì)方式是（ ） 。a表面擴(kuò)散 b流動傳質(zhì) c蒸發(fā)-凝聚 d晶界擴(kuò)散2、在燒結(jié)過程中只改變坯體中氣孔的形狀而不引起坯體致密化的傳質(zhì)方式是（ ） 。a. 流動傳質(zhì) b. 蒸發(fā)凝聚傳質(zhì) c. 溶解沉淀 d. 擴(kuò)散傳質(zhì) 四、問答題1、 典型的傳質(zhì)過程有哪些？各采用什么燒結(jié)模型？分析產(chǎn)生的原因是什么 ？典型的傳質(zhì)過程有：固相燒結(jié)的蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)、擴(kuò)散傳質(zhì)，液相燒結(jié)的流動傳質(zhì)、溶解-沉淀傳質(zhì)。固相燒結(jié)的蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)過程采用中心距不變的雙球模型。固相燒結(jié)的擴(kuò)散傳質(zhì)、液相燒結(jié)的流動傳質(zhì)、溶解-沉淀傳質(zhì)過程采用中心距縮短的雙球模型。2、 試述燒結(jié)的推動力和晶粒生長的推動力。并比較兩者的大小？解：燒結(jié)

3、推動力是粉狀物料的表面能（sv）大于多晶燒結(jié)體的晶界能（gb），即sv>gb。 晶粒生長的推動力是晶界兩側(cè)物質(zhì)的自由焓差，使界面向晶界曲率半徑小的晶粒中心推進(jìn)。 燒結(jié)的推動力較大，約為420J/g。晶粒生長的推動力較小，約為0.42J/g，因而燒結(jié)推動力比晶粒生長推動力約大十倍。 3、 在制造透明Al2O3材料時，原始粉料粒度為2m，燒結(jié)至最高溫度保溫半小時，測得晶粒尺寸為10m，試問保溫2小時，晶粒尺寸多大？為抑制晶粒生長加入0.1MgO，此時若保溫2小時，晶粒尺寸又有多大？解：（1）G2-G02=kt 102-22 =k.0.5 得k192 G2-G02=192*2 G»2

4、0m (2) G3-G03=kt k=1984 G3 8=1984*2 G»15.84m4、 在燒結(jié)期間，晶粒長大能促進(jìn)胚體致密化嗎？晶粒長大能夠影響燒結(jié)速率嗎？試說明之解：晶粒生長是界面移動的結(jié)果，并不是原子定向向頸部遷移得傳質(zhì)過程，因而不能促進(jìn)胚體致密化。晶界移動可以引起原子躍遷，也可使氣孔移入晶粒內(nèi)，從而影響燒結(jié)速率。因而晶界移動速率需進(jìn)行控制。5、 說明影響燒結(jié)的因素？ 1、粉末的粒度。細(xì)顆粒增加了燒結(jié)推動力，縮短原子擴(kuò)散距離，提高顆粒在液相中的溶解度，從而導(dǎo)致燒結(jié)過程的加速。 2外加劑的作用。在固相燒結(jié)中，有少量外加劑可與主晶相形成固溶體，促進(jìn)缺陷增加，在液相燒結(jié)中，外加劑

5、改變液相的性質(zhì)（如粘度，組成等），促進(jìn)燒結(jié)。 3、燒結(jié)溫度：晶體中晶格能越大，離子結(jié)合也越牢固，離子擴(kuò)散也越困難，燒結(jié)溫度越高。 4、 保溫時間：高溫段以體積擴(kuò)散為主，以短時間為好，低溫段為表面擴(kuò)散為主，低溫時間越長，不僅不引起致密化，反而會因表面擴(kuò)散，改變了氣孔的形狀而給制品性能帶來損害，要盡可能快地從低溫升到高溫，以創(chuàng)造體積擴(kuò)散條件。 5、氣氛的影響：氧化，還原，中性。 6 、成形壓力影響：一般說成型壓力越大顆粒間接觸越緊密，對燒結(jié)越有利。6、試說明晶界能總是小于相鄰二個晶粒表面能之和？解：在恒溫恒壓條件下增加單位表面積時體系自由能的增量稱為表面能，而形成單位新界面所需要的能量稱為界面能。

6、表面能和界面能的本質(zhì)是處在表面或界面上的質(zhì)點(diǎn)受到不對稱力場作用，與晶體內(nèi)部質(zhì)點(diǎn)相比具有較高的能量。晶粒的表面能指晶粒與氣相接觸，界面能通常指兩個晶粒相接觸。顯然，晶粒與氣相接觸時，表面質(zhì)點(diǎn)受到力場的不對稱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩個晶粒相接觸時。因此，界面能總是小于相鄰二個晶粒表面能之和。7、在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，使坯體致密的推動力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說明原因。答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位濃度不同，導(dǎo)致原子或質(zhì)點(diǎn)由顆粒接觸點(diǎn)向頸部遷移，填充到氣孔中。因此使坯體致密化的推動力是空位濃度差。對于擴(kuò)散傳質(zhì)：（1）控制原料的起始粒度非常重要，顆粒細(xì)小的原料可

7、促進(jìn)燒結(jié)，因?yàn)轭i部增長速率x/r與原料起始粒度r的3/5次方成反比；（2）溫度對燒結(jié)過程有決定性作用，擴(kuò)散系數(shù)與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此提高溫度可加速燒結(jié)。8、試述燒結(jié)的推動力和晶粒生長的推動力，并比較兩者之大小？解：1、燒結(jié)推動力是粉狀物料的表面能（sv）大于多晶燒結(jié)體的晶界能（gb），即sv>gb。晶粒生長的推動力是晶界兩側(cè)物質(zhì)的自由焓差，使界面向晶界曲率半徑小的晶粒中心推進(jìn)。燒結(jié)的推動力較大，約為420J/g。晶粒生長的推動力較小，約為0.42J/g，因而燒結(jié)推動力比晶粒生長推動力約大十倍。9、晶界遇到夾雜物時會出現(xiàn)幾種情況，從實(shí)現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)如何移動？怎樣控制？答：燒結(jié)初期

8、，晶界上氣孔數(shù)目很多，此時氣孔阻止晶界移動，Vb=0。燒結(jié)中、后期，溫度控制適當(dāng)，氣孔逐漸減少?？梢猿霈F(xiàn)Vb=Vp，此時晶界帶動氣孔以正常速度移動，使氣孔保持在晶界上，氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。繼續(xù)升溫導(dǎo)致VbVp，晶界越過氣孔而向曲率中心移動，氣孔包入晶體內(nèi)部，只能通過體積擴(kuò)散排除，這是十分困難的。從實(shí)現(xiàn)致密化目的考慮，晶界應(yīng)帶動氣孔以正常速度移動，使氣孔保持在晶界上，氣孔可以利用晶界作為空位傳遞的快速通道而迅速匯集或消失。控制方法：控制溫度，加入外加劑等。10、晶粒生長與二次再結(jié)晶的特點(diǎn)，以及造成二次再結(jié)晶的原因和二次再結(jié)晶的方法？答：晶粒生長：坯體內(nèi)晶粒尺寸

9、均勻地生長，服從Dldf公式；平均尺寸增長，不存在晶核，界面處于平衡狀態(tài)，界面上無應(yīng)力；晶粒生長時氣孔都維持在晶界上或晶界交匯處。二次再結(jié)晶是個別晶粒異常生長，不服從上式；二次再結(jié)晶的大晶粒的面上有應(yīng)力存在，晶界數(shù)大于10的大晶粒，成為二次再結(jié)晶的晶核；二次再結(jié)晶時氣孔被包裹到晶粒內(nèi)部。從工藝控制考慮，造成二次再結(jié)晶的原因主要是原始粒度不均勻、燒結(jié)溫度偏高。 防止二次再結(jié)晶的最好方法是引入適當(dāng)?shù)奶砑觿芤种凭Ы邕w移，有效地加速氣孔的排除；控制燒結(jié)溫度 ；選擇原始粒度的均勻原材料。11、影響陶瓷燒結(jié)的主要因素有哪些？答：陶瓷是由晶體、玻璃體和氣孔組成的多晶多相材料。其顯微結(jié)構(gòu)包括晶體的種類和

10、含量，晶粒尺寸和形狀，玻璃相的含量和分布情況，晶粒之間、晶粒與玻璃相之間的界面，氣孔的數(shù)量、尺寸、分布等。12、陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)主要由哪些基本因子構(gòu)成？陶瓷是由晶體、玻璃體和氣孔組成的多晶多相材料。其顯微結(jié)構(gòu)包括晶體的種類和含量，晶粒尺寸和形狀，玻璃相的含量和分布情況，晶粒之間、晶粒與玻璃相之間的界面，氣孔的數(shù)量、尺寸、分布等13、氧化鋁燒結(jié)到接近理論密度時，可使可見光幾乎透過100，用它來裝鈉蒸氣（在超過大氣壓的壓力下）作為路燈。為通過燒結(jié)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，請你列出研究方案。答：制備透明氧化鋁陶瓷的主要技術(shù)措施是：（1）采用高純氧化鋁原料，Al2O3>99.9%，無雜質(zhì)和玻璃相；（2）添加0.10.5%MgO，在晶粒表面生成鎂鋁尖晶石，降低晶界移動速度，抑制晶粒生長；（3）在氫氣或真空中燒結(jié)，促進(jìn)氣孔擴(kuò)散；（4）采用熱壓燒結(jié)，提高制品致密度。14、在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，使坯體致密的推動力是什么？哪些方法可促進(jìn)燒結(jié)？說明原因。答：在擴(kuò)散傳質(zhì)的燒結(jié)過程中，系統(tǒng)內(nèi)不同部位（頸部、顆粒接觸點(diǎn)、顆粒內(nèi)部）空位