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氧化锆陶瓷的烧结温度该怎么调节?

2021-09-22(15)次浏览

  氧化锆陶瓷的烧结温度该怎么调节?在尽可能低的温度下制备氧化锆陶瓷是可以降低能耗,使产品成本降低。低温烧结方法主要有引入添加剂、压力烧结,使用易于烧结的粉料等方法。   (1)使用易于烧结的粉料 ...

  氧化锆陶瓷的烧结温度该怎么调节?在尽可能低的温度下制备氧化锆陶瓷是可以降低能耗,使产品成本降低。低温烧结方法主要有引入添加剂、压力烧结,使用易于烧结的粉料等方法。


  (1)使用易于烧结的粉料


  易于烧结粉料的制备方法大致分为通用粉料制备工艺和特殊粉料制备方法,他们的区别主要是制备工艺过程的差异。这里所指的制备工艺过程是母盐的化学组成、母盐的制备条件、煅烧条件、粉碎条件等。由于这些工艺过程的变化,使制备的陶瓷粉料的烧结性发生微妙的变化。如用四异丙醇钛为原料制得的TiO?粉体平均颗粒度为0.08μm,烧结后材料密度达到理论密度的99%。


  烧成体的晶粒大小约0.15μm,烧结温度为800℃,比用传统工艺制备的TiO?粉料烧结温度降低500~600℃(通常TiO?的烧结温度为1300~1400℃);用四乙醇钛为原料,合成的Ti02粉体的平均粒度为0.3μm,烧结后材料密度为理论密度的99%,烧成体的晶粒大小约1.2μm,烧结温度为1050℃。


  (2)引入添加剂


  这种方法根据添加剂作用机理可分为如下两类:添加剂的引入使晶格空位增加,易于扩散,使烧结速率加快;添加剂的引入使液相在较低的温度下生成,出现液相后晶体能作黏性流动,促进了烧结。当不存在液相时,陶瓷粉料通常是通过扩散传质而烧结的。实际上,理想晶体是不存在的,晶体总是存在一定数量的空位,颈部的空位浓度高,其他部分的空位浓度低,空位浓度梯度的存在,导致空位浓度高的部分(通常两颗粒的接触处一颈部)向空位浓度低的部分扩散,而质点(离子)向相反方向扩散,使物料烧结。


  引入的添加剂固溶于主晶相,空位就增加,促进了扩散,使物料易于烧结,如化Al2O3中添加TiO?、MgO、MnO等后,就显著地促进了烧结。当添加剂引入后可以在较低的温度下生成液相,出现液相后晶体能作黏性(以颗粒为单位的迁移)流动,促进了烧结。如Si3N4中添加MgO、Y2O?、Al2O?等均可加快烧结速率。


  总之,添加剂能使材料显示出新的功能,提高强度、抑制晶粒成长、促进烧结等。


  总之,随着粉末颗粒的微细化,粉体的显微结构和性能将会发生很大的变化,尤其是对亚微米一纳米级的粉体来说,它在内部压力、表面活性、熔点等方面都会有意想不到的性能。因此易于烧结的粉料在烧结过程中能加速动力学过程、降低烧结温度和缩短烧结时间。

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