精细陶瓷烧结技术.docx

《精细陶瓷烧结技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《精细陶瓷烧结技术.docx（2页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、精细陶瓷烧结技术综述选择颜色=2005年3月23日 中国工业陶瓷网扫瞄选项：I本文已被扫瞄6629次（-）烧结机理将颗粒状陶瓷坯体置于高温炉中，使其致密化形成强固体材料的过程，即为烧结。烧结开头于坯 料颗粒间空隙排解，使相应的相邻的粒子结合成紧密体。但烧结过程必需具备两个基本条件： （1）应当存在物质迁移的机理；（2）必需有一种能量（热能）促进和维持物质迁移。现在精细陶瓷烧结的机理已消失了气相烧结、固相烧结、液相烧结及反响液体烧结等四种烧结模 式。它们的材料结构机理与烧结驱动力方式各不相同。最主要的烧结机理是液相和固相烧结，尤 其是传统陶瓷和大局部电子陶瓷的烧结依靠于液相形成、粘滞流淌和溶解再

2、沉淀过程，而对于高 纯、高强结构陶瓷的烧结，那么以固相烧结为主，它们是通过晶界集中或点阵集中来到达物质迁移 的。（二）精细陶瓷烧结使用的窑炉陶瓷材料与制品最终烧制胜利，可以在各种窑炉中烧成。可以是间歇式窑炉，也可以采纳连续式 窑炉。前者烧成为周期性，适合小批量或特别烧成方法。后者用于大规模生产与相对低的烧成条 件。精细陶瓷使用最广泛的是电加热炉。烧成温度与所需气氛确定窑炉方式的选择。很多高精尖 的精细陶瓷制品需要采纳超高温窑炉进行烧制。依据传统陶瓷烧成温度凹凸的划分。烧成温度在 1 1 0 0 OC以下为低温、110 0 OC1 2 5 0 OC为中温,1 2 5 0。（21 4 5 0 0C

3、为高温 烧成，1 4 5 0。（2以上为超高温烧成。如高纯氧化铝陶瓷、碳化硅及氮化硅陶瓷都需超高温烧 结。目前国内精细陶瓷制品烧成使用的超高温窑炉，主要从日、美等国进口，目前日本某窑炉公 司已能制造烧成温度达1 8 0 0。（2、温差为0。（2的超高温窑炉。进展精细陶瓷产品，必需首先 将超高温窑炉国产化，藉以降低设施投资，使产品尽快投产，意义很大。（三）精细陶瓷主要烧结技术精细陶瓷烧结主要有以下几种技术方法：（1）常压烧结：又称无压烧结。属于在大气压条件下坯体自由烧结的过程。在无外加动力下材 料开头烧结，温度一般到达材料的熔点0.5-0. 8即可。在此温度下固相烧结能引起足够原 子集中，液相烧

4、结可促使液相形成或由化学反响产生液相促进集中和粘滞流淌的发生。常压烧结 中精确制定烧成曲线至关重要。合适的升温制度方能保证制品削减开裂与结构缺陷现象,提高成品率。（2）热压烧结与热等静压烧结：热压烧结指在烧成过程中施加肯定的压力（在1 04 0 Mp a ）,促使材料加速流淌、重排与致密化。采纳热压烧结方法一般比常压烧结温度低1 0 0OC 左右，主要依据不同制品及有无液相生成而异。热压烧结采纳预成型或将粉料直接装在模内，工 艺方法较简洁。该烧结法制品密度高，理论密度可达9 9%,制品性能优良。不过此烧结法不易 生产外形简单制品，烧结生产规模较小，本钱高。连续热压烧结生产效率高，但设施与模具费

5、用较高，又不利于过高过厚制品的烧制。热等静压烧 结可克服上述弊缺，适合外形简单制品生产。目前一些高科技制品，如陶瓷轴承、反射镜及军工 需用的核燃料、枪管等、亦可采纳此种烧结工艺。（3）反响烧结：这是通过气相或液相与基体材料相互反响而导致材料烧结的方法。最典型的代 表性产品是反响烧结碳化硅和反响烧结氮化硅制品。此种烧结优点是工艺简洁，制品可略微加工 或不加工，也可制备外形简单制品。缺点是制品中最终有剩余未反响产物，结构不易掌握，太厚 制品不易完全反响烧结。除碳化硅、氮化硅反响烧结外，最近又消失反响烧结三氧化二铝方法，可以采用A 1粉氧化反响 制备A 1 203和Al 203Al复合材,料，材料性

6、能好。（4）液相烧结：很多氧化物陶瓷采纳低熔点助剂促进材料烧结。助剂的加入一般不会影响材料 的性能或反而为某种功能产生良好影响。作为高温结构使用的添加剂，要留意到晶界玻璃是造成 高温力学性能下降的主要因素。假如通过选择使液相有很高的熔点或高粘度。或者选择合适的液 相组成，然后作高温热处理，使某些晶相在晶界上析出，以提高材料的抗蠕变力量。（5 ）微波烧结法：系采纳微波能进行直接加热进行烧结的方法。目前已有内容积1立方米，烧 成温度可达1 6 5 0 OC的微波烧结炉。假如使用掌握气氛石墨帮助加热炉，温度可高达2 0 0 0OC以上。并消失微波连续加热1 5米长的隧道炉装置。使用微波炉烧结精细陶瓷

7、，在产品质 量与降低能耗方面，均比其它窑炉优越。（6 ）电弧等离子烧结法：其加热方法与热压不同，它在施加应力同时，还施加一脉冲电源在制 品上，材料被韧化同时也致密化。试验已证明此种方法烧结快速，能使材料形成细晶高致密结构, 估计对纳米级材料烧结更适合。但迄今为止仍处于讨论开发阶段，很多问题仍需深化研讨。（7）自集中烧结法：是通过材料自身快速化学放热反响而制成精密陶瓷材料制品。此方法节能 并可削减费用。国外有报道说可用此法合成2 0 0多种化合物，如碳化物、氮化物、氧化物、金 属间化合物与复合材料等。（8 ）气相沉积法：分物理气相法与化学气相法两类。物理法中最主要有溅射和蒸发沉积法两种。 溅射法是在真空中将电子轰击一平整靶材上，将靶材原子激发后涂覆在样品基板上。虽然涂覆速 度慢且仅用于薄涂层，但能够掌握纯度且底材不需要加热。化学气相沉积法是在底材加热同时，引入反响气体或气体混合物，在高温下分解或发生反响生成 的产物沉积在底材上，形成致密材料。此法的优点是能够生产出高致密细晶结构，材料的透光性 及力学性能比其它烧结工艺获得的制品更佳。随着微电子、数据存储、先进显示与光学涂层越来越多的需求，对精密陶瓷薄膜的需求大幅增长。 社会需求与高科技进展是精密陶瓷烧结水平不断提高与优化的原动力，精密陶瓷烧结技术将不断 取得新进步。