烧结工艺第节烧结艺.PDFVIP

第第二节节 烧结烧结工艺艺 一、影响烧结的因素 原始粉料的粒度 烧 结结 工 外加剂 艺艺 的 烧结温度和保温时间 影 响 因 盐类的选择及煅烧条件 素素 烧结气氛 第二节 烧结工艺 1．原始粉料的粒度 无论在固态或液态的烧结中无论在固态或液态的烧结中，，细颗粒由于增加了烧结的细颗粒由于增加了烧结的 推动力，缩短了原子扩散距离和提高颗粒在液相中的溶 解度从而加速整个烧结过程。 一般烧结速率与起始粒度的3次方成反比 （不是1/3次方 成正比 ），从理论上计算，当起始粒度从2μm缩小到 0.5μm，烧结速率增加烧结速率增加64倍倍，相当相当于粒粒径小的的粉料烧结料烧结温 度降低150~300℃。 2000K 1823K 2140K 粉料粒度的影响： 达到相同密度时的烧结温度 不同； 在相同烧结温度下的烧结体致 密度不同； 不同粉料粒度所能达到的临界不同粉料粒度所能达到的临界 致密度不同。 图7 刚玉坯体烧结程度与粒度关系 Ⅰ-1μμm ；；Ⅱ-2.4μμm;; III -5.6μμm 第二节 烧结工艺 再如如，MgO的起的起始粒度为粒度为20μm以上时上时，即使在使在1400℃℃保持持 很长时间，仅能达相对密度70％而不能进一步致密化； 若粒径在若粒径在2020μm以下以下、温度为温度为1400℃1400℃或粒径在或粒径在llμm以下以下、温温 度为1000℃时，烧结速度很快； 如果粒径在如果粒径在010.1μmμm以下时以下时，其烧结速率与热压烧结相差无其烧结速率与热压烧结相差无 几。因此，原始粉料的粒度不同，烧结速率也不同。 第二节 烧结工艺 原料粉末的粒度不同，烧结机理有时也会发生变化。 例如A1N烧结，当粒度为0.78～4.4μm时，粗颗粒按体积 扩散机理进行烧结，而细颗粒则按晶界扩散或表面扩散 机理进行烧结机理进行烧结。 从防止二次再结晶考虑，起始粒径必须细而均匀；但 是如果细颗粒内有少量大颗粒存在是如果细颗粒内有少量大颗粒存在，则易发生晶粒异常则易发生晶粒异常 生长而不利烧结。所以一般氧化物材料最适宜的粉末粒 度为度为0.05~0.5μμm。。 2. 外加剂的影响 实践证明，少量添加物常会明显地改变烧结速度， 但对其作用机理的了解还是不充分的但对其作用机理的了解还是不充分的。。许多试验表许多试验表 明，以下的作用是可能的。 与烧结主体形成固溶体与烧结主体形成固溶体 与烧结主体形成液相与烧结主体形成液相 外 加加 与烧结主体形成化合物与烧结主体形成化合物 剂