2010特种陶瓷实验相关资料及数据.doc

实验一 特种陶瓷AlN的高温高压烧结 目的：掌握高温高压烧结AlN陶瓷的机理及工艺步骤，理解高压烧结和等静压烧结的差异及高压烧结的优点。即高压烧结可使素坯快速致密化，降低烧结温度，减少烧结时间，增大烧结体的密度和硬度，从而提高坯体的力学等性能。 高压烧结从烧结形式上说也可称之为热压烧结的一种，它不同于热压烧结之处是在对陶瓷坯体高温烧结时施加的外来压力更高，一般要大于1.0GPa。在这样高的压力下进行烧结，不仅能够使材料迅速达到高致密度，具有细晶粒，而且有可能使得晶体结构甚至原子、电子状态发生变化，从而赋予材料在通常烧结或热压烧结工艺下所达不到的性能。而且，利用高压或者超高压烧结可以合成新型的人造矿物。 原理：材料的热扩散系数通过一束短的光脉冲照射测试样品的前表面，然后使用红外检测器来记录样品背面的温度升高而得到。在初始的环境条件下，将红外温度探测器的输出信号放大和调整用已记录的升温曲线来反映闪光灯照射导致的样品温度的变化。扩散率的测定不需要定量温度的升高和光的能量；仅进行对曲线形状的分析。直接使用已记录的升温数据和样品厚度来计算热扩散系数。比热的测量通过未知样品与参比或标样的升温幅度的比较来计算。 仪器：千分尺，LFA457型激光导热仪 材料： 液氮、AlN陶瓷、石墨浆。 内容：利用激光导热仪测AlN陶瓷的热扩散系数 步骤： 1. 开循环水：循环水温度的设定应高于室温2~3℃，水温稳定一个小时后才可以开始测量。 2. 添加液氮：红外传感器需在低温下工作，需将传感器腔体内添满液氮。之后冷却半小时才可以开始测量。 3.样品的准备：用千分尺测量样品的厚度，然后在样品的两侧喷上石墨，以避免热量的散射。 4.样品放置：下降炉子，将红外探头移开，将样品放到样品架上，然后，升炉子之合适位置。 5.参数的设置：运行激光热导仪测试程序，设置样品厚度、测温点、间隔时间等参数，然后开始侧量。 数据和结果： 测得热扩散系数和比热后，再由实际测量得到AlN样品的密度数据，输入程序中，程序根据公式：k = (α) (ρ) (Cp)来计算导热系数。 最后测得AlN陶瓷的热导率为168.8w/m·k。