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第7章 无机复合材料的烧成 程伟东 材料科学与工程学院 烧结的主要目的之一是实现致密化。 高温烧结过程中，会发生物理和化学变化，引起电、磁、光和力学性能的变化。 无机材料烧结动力学的主要影响因素有原始粉体的特性和青坯的显微结构等。 第一节 生坯的干燥 坯体干燥的目的在于提高其机械强度，有利于装窑操作并保证烧成初期能够顺利进行。 （一）生坯内的水分有三种： 化学结合水，坯料物质结构的一部分； 吸附水，坯料颗粒所构成的毛细管中吸附的水分。 游离水，坯料颗粒间基本符合水的一般物理性质。 从工艺角度看，干燥过程只需排除游离水。结合水的排除属于烧结过程。 （二）干燥过程 1 坯体含水率 2 干燥速度 3 坯体表面温度 （三）干燥机理： 水的扩散 外扩散，生坯表面水分蒸发扩散到周围介质中去 内扩散，生坯内部水分迁移到表面 （四）干燥制度的制定 充分考虑坯体配方特点、形状、大小、厚薄、以及干燥器的性能。 初始阶段应用低温、高湿、低速热风来预热坯体。 严格控制等速干燥阶段的热风温度、湿度及流速，确保坯体各部分干燥速度比较均匀一致。 在降速干燥阶段，适当提高干燥速度，使坯体接触高温、低湿的热风。 （五）干燥方法 室式干燥。 隧道干燥 辊道传送式干燥 第二节 常压烧结 烧结（sintering）是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术。其具体的定义是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。 只有掌握了坯体在高温烧成过程中的变化规律，正确地选择和设计窑炉，科学地制定和执行烧成制度，严格地执行装烧操作规程，才能提高产品质量，降低燃料消耗，获得良好的经济效益。 烧结过程 越来越致密 晶体越来越大 （一）陶瓷烧成的物理化学变化 1. 低温阶段 脱除残余水分 常温约300℃左右 2. 分解及氧化阶段 脱除结构水 300~950℃ 有机物、碳和无机物等的氧化 碳酸盐、硫化物等的分解 晶型转变 3. 高温阶段 上述氧化、分解反应的继续 950℃到烧成温度 固相 溶解，形成液相 形成新晶相和晶体长大 釉的熔融 4. 冷却阶段 液相析晶 液相的过冷凝固 晶型转变 2. 分解及氧化阶段 氧化反应： 分解反应： 晶型转变 3. 高温阶段 3.形成大量液相和莫来石晶体（3Al2O3·2SiO2） 气孔率和体积的变化：