烧结 是什么意思

zxc2022-06-13 23:29:57陶瓷38

烧结,是把粉状物料转变为致密体,是一个传统的工艺过程。人们很早就利用这个工艺来生产陶瓷、粉末冶金、耐火材料、超高温材料等。一般来说,粉体经过成型后,通过烧结得到的致密体是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。烧结过程直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布。无机材料的性能不仅与材料组成(化学组成与矿物组成)有关,还与材料的显微结构有密切的关系

晶体中晶粒之间以何种力结合?陶瓷材料的成型烧结过程中(由粉末变成块体材料),分子间作用力如何变化?

楼上说的纯属扯淡,范德华力不可能使材料具有极高的强度和硬度
金属晶体的晶粒间可以按晶体的面缺陷来考虑,面缺陷部分仍然是金属键,但由于缺陷使得界面处原子间距不一(主要是拉长了),这使得键能减小(有利于化学反应),晶粒间内应力增加(强度、硬度提高),这也解释了为什么冷加工(锻造等)可细化晶粒,提高金属强度
陶瓷的反应机理似乎没研究得很明确,个人理解高温下金属氧化物粉末的外表面发生类似原子重排的过程,与相接触的其他粉末形成新的共价键,仅供参考

为什么陶瓷在烧结的过程中表面会析出小颗粒

随着温度升高,陶瓷坯体中具有比表面大,表面能较高的粉粒,力图向降低表面能的方向变化,不断进行物质迁移,晶界随之移动,气孔逐步排除,产生收缩,使坯体成为具有一定强度的致密的瓷体。

烧结的推动力为表面能。烧结可分为有液相参加的烧结和纯固相烧结两类。烧结过程对陶瓷生产具有很重要的意义。为降低烧结温度,扩大烧成范围,通常加入一些添加物作助熔剂,形成少量液相,促进烧结。如添加少量二氧化硅促进钛酸钡陶瓷烧结;又如添加少量氧化镁、氧化钙、二氧化硅促进氧化铝陶瓷烧结。

氧化铝陶瓷管的烧结温度是多少的?

纳米氧化铝陶瓷低温烧结等性能的研究



由于氧化铝陶瓷坯体熔点高,烧结温度高达1800℃,较难烧结,大大消耗了能源,因此,实现氧化铝快速低温烧结是降低氧化铝陶瓷能耗和生产成本的关键。一般情况下,加入某种添加剂,则可以改善烧结性能,促进烧结。

预烧氧化铝结构陶瓷时,通常要加入适量的添加物,如硼酸盐,氟化物、高纯纳米Al2O3(VK-L30)等,这些添加物可以降低预烧温度、促进晶型转化、排除Na2O等杂质。硼酸盐除碱效果好,但是耐高温性能、绝缘性能、机械强度下降;氟化物可促进晶型转变,且收缩大、活性好,由于是外来杂质,引入杂质离子,降低了陶瓷质量;高纯纳米氧化铝(VK-L30)降低烧结温度、白度好、纯度高、抗摔性强。

结构陶瓷件中,对高纯纳米Al2O3的要求也很高,以醇盐法生产的高纯纳米Al2O3(VK-L30)效果最佳,其中纯度4N-5N,粒度小于50nm,比表10-20。

氧化铝陶瓷的烧结是通过表面张力来使物质迁移而得到实现。高温氧化物较难烧结, 主要是它们有较大的晶格能和较稳定的结构状态。质点迁移需要较高的活化能, 即活性较低。采用纯度高,粒径小, 比表面积大, 表面活性高的单分散超细Al2O3粉料, 由于颗粒间扩算距离短, 只需要较低的烧结温度和烧结活化能。可通过换算知, 如果氧化铝尺寸能降低到30nm以下, 则烧结温度能降低到1000 度以下。另外, 氧化铝颗粒粒度的分布范围要尽可能的窄, 颗粒均匀,如果极细的颗粒中间夹杂着个别大颗粒, 烧结得到的产品性能很差。

案例一:广东某陶瓷厂,烧结氧化铝陶瓷过程中,能耗高一直非常头疼,用普通的氧化铝一直不能降低烧结温度和降低能耗。加入1-5%的高纯纳米氧化铝(VK-L30),可以使Al2O3瓷的烧结温度降低50-150℃ ,增加韧性、白度、纯度,不易碎瓷,并且大大节约能源,大大提高了产品质量。

从下图的实验对比可以看出,添加高纯纳米氧化铝(VK-L30)5%后,收缩率达到19%,对氧化铝陶瓷的烧结有较好的的作用,促进氧化铝陶瓷的致密化。


案例二:江苏某精细陶瓷厂,一直做高质量结构陶瓷对原料筛选极其严格,试用了国内外各种氧化铝粉,只有纳米氧化铝(VK-L30)符合要求。纳米氧化铝(VK-L30)呈球形,颗粒间团聚度小,能显著促进氧化铝陶瓷的烧结,有利于改善氧化铝陶瓷的成型工艺,降低原料成本和烧成温度。