陶瓷烧结材料分类?

zxc2022-10-24 14:03:44陶瓷14

坯体在高温下致密化过程和现象的总称。


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。

用什么方法将陶瓷焊接在一起?

从理论上说氢氧焊炬和激光都是可以焊接陶瓷,但是极少应用。一般陶瓷材料一次性烧结成型。

陶瓷材料的降温烧结具有什么样的应用前景

V2O5-Li2CO3复合烧结助剂和单一Li2CO3烧结助剂对降低Al2O3陶瓷烧结温度的效果并不好。CuO-TiO2复合助剂通过TiO2固相烧结和CuO液相烧结机理能有效降低Al2O3陶瓷烧结温度,使其在1200℃实现烧结。 通过引入CuO与TiO2助剂先驱体,纳米粉体的合成温度从1200℃降低到1000℃,使单一α-Al2O3相的合成温度降低了100~200℃。同时缩短了γ-Al2O3向α-Al2O3的转变时间。通过引入MgO-CaO-Al2O3-SiO2玻璃助剂先驱体,可在1000℃获得单一α-Al2O3晶相,与未引入玻璃助剂先驱体相比,其合成温度降低了100~200℃。同时,玻璃助剂先驱体的引入,加快了γ-Al2O3向α-Al2O3的转变进程。 在铝溶胶中引入助剂先驱体得到的纳米氧化铝粉体,能够降低陶瓷的烧结温度。由CuO与TiO2助剂先驱体引入后在1000℃下煅烧制的纳米粉体,可使陶瓷在1150℃达到理论密度的95%以上。在 1100 ℃下煅烧添加了MgO-CaO-Al2O3 -SiO2的铝溶胶获得的粉体,可使陶瓷在1500℃实现烧结。 在上述材料配方探讨基础上,对低温烧结氧化铝陶瓷在摩擦材料、微波介质陶瓷、陶瓷阀芯等领域的应用展开了研究。以上述探讨获得的低温烧结氧化铝为原料,通过混料、压片、排胶、烧结,在1300 ℃温度下烧结制备出氧化铝陶瓷阀芯。由于本项目将氧化铝陶瓷阀芯的烧结温度从1750℃降低到1300℃,有效节省了陶瓷烧结过程中的能耗,具有重要的工业应用前景。据不完全统计,我国Al2O3含量在85%以上的高铝瓷产量已突破70kt/年,这对国家的节能降耗具有重要的意义。

陶瓷烧结过程

(l)常压烧结:是指坯体在大气压条件下无外加驱力的自由烧结,又称无压烧结。烧结温度的选择以固相烧结能引起充分的原子扩散,液相烧结能使液相形成、扩散和粘滞流动的发生为依据,一般取主要组分材料熔点的0.5一0.8为宜。根据压坯特性不同可在空气条件下进行,也可以在某一特殊气体气氛条件下进行。需要特别注意的是,烧结过程中合烧成曲线的制定是否合理直接关系到材料制备能否成功。


(2)热压烧结:对致密度要求比较高的陶瓷,可以采用在烧结过程中施加一定压力(在10一吸OMpa)的方法,这种方法称为热压烧结。热压烧结中,粉料的扩散较常压下块的多,所以热压烧结的温度选取一般比常压烧结温度低,烧结时间也更短。但是热压烧结过程要求夕,试格,对模具及工艺参数有较高的要求,生产成本比常压烧结高。


(3)热等静压烧结:热压烧结过程中一般采取单向加压的烧结模式,容易导致烧结过程中压坯受力不均,晶粒生长表现出明显的方向性,最终会造成陶瓷材料显微结构和力学性能_1:的各向异性。针对这一问题,一可将制备好的粉料,装入由特殊材料制成的包套或压坯成型放入提供均衡压力的高压容器中完成烧结过程,这就是热等静压烧结。热等静压烧结方法生产效率高,材料损耗率低,而且制备出的陶瓷材料晶粒均匀,致密度高,密度接近理论密度,但热等静压设备价格昂贵,运转成本较高。目前,在实验室中,一些特种陶瓷、复合材料以及硬质合金等,多采用热等静压方法制备。


(4)反应烧结:这种烧结方法的特点在于反应过程和烧结过程同时进行。一般多采用液相反应烧结。反应烧结碳化硅就是这种烧结方’法。反应烧结制备周期短,工艺简单。缺点是制品结构不易控制,完全反应烧结对压坯厚度有一定的要求。


(5)液相烧结:通过添加低熔点烧结助剂,高温下使粉体在液相下完成烧结过程,这种烧结方法称为液相烧结。必须注意,选择的烧结助剂不能影响产品的性能,能提高产品性能更好。由于物质迁移机制的不同,液相烧结致密化速率较固相烧结高,影响液相烧结的因素主要有液相性质和数量以及固相在液相中的溶解度等。


(6)微波烧结:微波烧结是近年来发展起来的一种新的材料烧结工艺,它通过微波与材料内部结构之间的藕合产生能量完成烧结过程。由于微波的能量直接被材料吸收,所以能量利用率较其它烧结方法高出很多,同时,微波烧结用时短、环保、烧结过程更容易控制,这些特点也使微波烧结成为国际上材料制备领域中的一个热点,对微波烧结的研究持续升温。
另外材料的烧结方法还有自蔓延烧结、电弧等离子烧结、气相沉淀法以及激光烧结等多种技术。在陶瓷材料的制备过程中,可以根据原理性质种类,反应条件以及功能需求采取合适的烧结方法。
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