凡是有液相參與的燒結過(guò)程稱(chēng)為液相燒結。如上所述,由于陶瓷粉末中總含有少量雜質(zhì),因而大多數材料在燒結中都會(huì )或多或少地出現液相。即使在沒(méi)有雜質(zhì)的純固相系統中,高溫下還會(huì )出現“接觸”熔融現象。因而純粹的固態(tài)燒結實(shí)際上不易實(shí)現。在先進(jìn)陶瓷材料的制造過(guò)程中,液相燒結有著(zhù)廣泛的應用。
如同固相燒結過(guò)程,液相燒結過(guò)程的推動(dòng)力也是粉體顆粒的表面能,燒結過(guò)程由顆粒重排、氣孔填充和晶粒生長(cháng)等階段組成。不同之處是,液相燒結的流動(dòng)傳質(zhì)速率比擴散傳質(zhì)快,因而液相燒結的致密化速率高,可使坯體在比固相燒結溫度低得多的情況下獲得致密的燒結體。此外,液相燒結過(guò)程的速率與液相的數量、液相性質(zhì)(黏度、表面張力等)、液相與固相的潤濕情況、固相在液相中的溶解度等有密切的關(guān)系。因此,影響液相燒結的因素比固相燒結更為復雜。
液相燒結過(guò)程的傳質(zhì)方式主要是流動(dòng)傳質(zhì)和溶解一沉淀傳質(zhì),前者又包括屬于牛頓型流動(dòng)的黏性流動(dòng)傳質(zhì)和非牛頓型流動(dòng)的塑性傳質(zhì)。對于黏性流動(dòng)傳質(zhì),決定燒結速率的主要參數有顆粒起始粒徑、黏度和表面張力。顆粒起始尺寸減小,則燒結速率增大。黏度及其隨溫度的變化程度是需要控制的關(guān)鍵因素。例如,對于典型鈉鈣硅玻璃,若溫度變化100℃,黏度約變化1000倍。因此,如果某種坯體燒結速率太低,可以采用加入液相黏度較低的組分來(lái)提高燒結速率。當氧化鋯陶瓷坯體中的燒結液相量比較少時(shí),該流動(dòng)傳質(zhì)往往表現出非牛頓型流動(dòng)的塑性傳質(zhì),即只有作用應力超過(guò)某一屈服值時(shí)才發(fā)生流動(dòng)傳質(zhì)。對于塑性流動(dòng)傳質(zhì),較小的顆粒起始粒徑、黏度和較大的表面張力有利于燒結體的盡可能致密化。
在液相燒結過(guò)程中,當固相在液相中有可溶性,并且液相能夠較好地潤濕固相時(shí),燒結傳質(zhì)過(guò)程就會(huì )發(fā)生部分固相溶解并在另一部分固相上沉積的溶解沉淀傳貢過(guò)程。影響該傳質(zhì)過(guò)程的主要因素有顆粒的起始粒度、粉末特性(溶解度、潤濕性能)、液相數量、燒結溫度等。由于固相在液相中的溶解度、擴散系數以及固液潤濕性能等目前幾下-沒(méi)有確切的數值可以利用,因此以此方式進(jìn)行的液相燒結的過(guò)程比較復雜。
在液相燒結過(guò)程中,當固相在液相中有可溶性,并且液相能夠較好地潤濕固相時(shí),燒結傳質(zhì)過(guò)程就會(huì )發(fā)生部分固相溶解并在另一部分固相上沉積的溶解沉淀傳貢過(guò)程。影響該傳質(zhì)過(guò)程的主要因素有顆粒的起始粒度、粉末特性(溶解度、潤濕性能)、液相數量、燒結溫度等。由于固相在液相中的溶解度、擴散系數以及固液潤濕性能等目前幾下-沒(méi)有確切的數值可以利用,因此以此方式進(jìn)行的液相燒結的過(guò)程比較復雜。
典型液相燒結致密化過(guò)程,Mg()+2%(質(zhì)量分數)高嶺土在1730 C燒結過(guò)程包括三個(gè)不同的傳質(zhì)階段。開(kāi)始階段直線(xiàn)斜率約為1.屬于顆粒重排過(guò)程;第二階段直線(xiàn)斜率約為1/3,屬于溶解沉淀傳質(zhì)過(guò)程;最后階段曲線(xiàn)趨于水平,說(shuō)明致密化速率更緩慢,坯體已接近于終點(diǎn)密度。此時(shí)在高溫反應產(chǎn)生的氣泡包入液相中形成封閉氣孑L,只有依靠擴散傳質(zhì)充填氣孑L,若氣孔內的氣體不溶入液相,則隨著(zhù)燒結溫度的升高,氣泡內氣壓增高,抵消了表面張力的作用,燒結就停止了。
科眾陶瓷是一家專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)工業(yè)陶瓷的企業(yè),主要從事氧化鋯陶瓷和氧化鋁陶瓷的研發(fā)和生產(chǎn)。我們可以根據您的圖紙加工陶瓷產(chǎn)品,專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)高精度陶瓷棒,陶瓷管,陶瓷環(huán),陶瓷板,陶瓷法蘭,陶瓷噴嘴,以及定制的精密陶瓷零件等。
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本文“陶瓷液相燒結介紹(最新)”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時(shí)間:2020-10-27 16:54:22
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