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陶瓷工艺烧结炉的烧结方式(下)
2023-05-12
7、放电等离子烧结

放电等离子烧结是近几年发展起来的一种较新的烧结方式,它是利用脉冲能、脉冲压力产生的瞬间高温场来实现陶瓷内部晶粒的自发发热从而使晶粒活化,由于这种烧结方法升温、降温快、保温时间短,抑制了晶粒的生长、缩短了陶瓷的制备周期、节约了能源。放电等离子烧结实际上是一种新的热压烧结方法,所得到的陶瓷样品晶粒均匀、致密度高、机械性能好,是一种很有价值和前景的烧结方法。

在放电等离子体烧结制备高纯氧化铝陶瓷的过程中,升温速率对不同阶段样品烧结致密化具有较大影响。在烧结初始阶段,较快的升温速率可以增加烧结体密度,而在烧结后期,较快的升温速率会导致烧结体密度降低。


8、两步烧结法
两步烧结法即将样品加热到一个特定的温度(T1)以排除坯体中的亚临界气孔,然后降至一个较低的温度(T2)使坯体达到致密。在两步烧结法中的低温烧结阶段,由于晶界迁移比晶界扩散所需要的活化能髙,所以这一阶段主要以晶界扩散为主。因此,在两步烧结法中的第二个阶段,坯体不断致密,但晶粒不会生长过快。在两步烧结法中的低温烧结阶段,坯体完全致密的先决条件是在坯体收缩的过程中,坯体中的气孔逐渐变成封闭气孔。
两步法烧结可以在传统烧结炉上进行,设备成本低廉,具有很强的应用价值。但是两步法烧结由于需要在第二个温度点长时间保温,因此是一种相对比较缓慢的烧结工艺。微波加热通常以整体加热、快速加热为优点,很少有研究将微波加热与两步法加热联合起来。但是微波加热能降低烧结温度、缩短烧结时间的特点,将有利于晶粒的进一步细化,并有效缩短两步法的生产周期。

9、高真空烧结
高真空烧结是一种在高度真空状态下对陶瓷坯体进行烧结的烧结技术。真空烧结因具有降低升温速率、抑制晶粒异常长大、减少不规则气孔率等优势在制备低气孔率、小尺寸晶粒陶瓷方面受到许多学者的重视。
髙真空烧结不仅可以増强高纯氧化铝陶瓷的一些性能,而且还可以减少晶界处的杂质和烧结体中的气孔。真空烧结制备高纯氧化铝陶瓷的过程中,氧化铝晶格中的氧离子容易丢失,形成大量的氧离子空位,铝离子浓度相对增加,从而导致铝离子扩散过程加快,有利于烧结的进行。

10、气相沉积法烧结
气相沉积法又分物理气相法与化学气相法两种。物理法中主要有溅射沉积与蒸发沉积法两种。溅射法是在真空中将电子束轰击一平整靶材上,将靶材原子激发后涂覆在样品基板上。化学气相沉积法是在底材料加热的同时,引入反应气体与气体混合物,高温下分解或反应生成的产物沉积在底材上,形成致密材料。

11、反应烧结法
指通过气相或液相与基体相互反应而导致陶瓷材料烧结的方法。最典型的产品是反应烧结碳化硅和反应烧结氮化硅制品。此种烧结方法的优点是工艺简单,制品可稍加加工或不加工,也可制备形状复杂的制品。缺点是制品中最终残余未反应产物,结构不易控制,太厚的制品不易完全反应烧结。

12、液相烧结法
许多氧化物陶瓷采用低熔点助剂促进材料烧结。助剂的引入一般不会影响材料的性能而产生良好的效果。作为高温结构陶瓷使用的添加剂,要注意到晶界玻璃相是造成高温力学性能下降的主要因素。


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