chapter6无机的烧成和烧结解答.ppt

第六章 无机非金属材料烧成或烧结工艺;6.1 显微结构的概念及其组成;6.1 显微结构的概念及其组成;6.1 显微结构的概念及其组成;;;;;;;;; 玻璃相 原料中部分组分及其杂质或添加物在烧成过程中形成的低熔点非晶态物质，在高温烧成时经物理化学反应有液相生成，在某种冷却条件下可形成玻璃相。 玻璃相与显微结构形成的关系：能将晶粒粘结在一起，填充在空隙中促进烧结致密；高粘度玻璃抑制晶粒长大、阻止多晶转变和扩大烧结范围；有利于杂质、添加物的重新分配，或促进某些化学反应过程的进行。 气孔 陶瓷中的气相是指存在于陶瓷孔隙中的气体。通常存在于玻璃相或晶界中，也存在于晶粒中。 开气孔与闭气孔； 多孔材料（粗孔0.1mm以上、介孔50nm-20?m和微孔50nm以下）。; 三、无机非金属材料显微结构的研究进展及其任务 1919、A B Peck在美国陶瓷会志上著文介绍显微镜来研究陶瓷； 20世纪50年代，岩矿相显微镜问世，显微结构研究有了大的发展； 60年代，体视学理论与技术发展； 70年代后，扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能谱及波谱微区分析仪；环境扫描电镜、高分辨透射电镜与电子衍射相结合，促进显微结构分析的分辨尺度扩大到亚显微结构及微观结构区域；;;6.2 普通陶瓷的烧成及其结构;6.2 普通陶瓷的烧成及其结构;2、长石煅烧时的变化： 长石的熔剂作用是由它与粘土矿物形成低共熔点熔体形成的，熔融后的长石玻璃态物质能溶解一部分粘土分解产物及部分石英，促进成瓷反应，液相中Al2O3和SiO2相互作用，促进莫来石相形成和长大。 ;5、坯体在烧成过程中的物理化学变化;;6.3 普通陶瓷烧成制度; 一般而言，原料的化学组成，矿物组成，粒度大小，混合的均匀性以及烧成条件对坯体的烧成变化有很大影响。下面以普通长石质瓷坯为例来说明坯体烧成各阶段的变化。;　坯体内部发生较复杂的物理化学变化，瓷坯中所含有机物、碳酸盐、硫酸盐及铁的化合物等发生氧化与分解、结构水排除和晶型转变。这些变化与窑内温度、气氛和升温速度等因素有关。;（2）碳酸盐分解;（4）石英的晶型转变和少量液相的形成;（1）氧化保温阶段;（2）强还原阶段　;（3）弱还原阶段;（4）冷却阶段（烧成温度~室温）;二、烧成设备;烧成设备的分类; 　窑底固定而窑顶和窑墙做成一体，利用起重设备移动或降落在窑底座上。底座上有吸火孔，下有支烟道和主烟道。沿窑周围不同高度上安装有高速等温喷嘴。制品烧成并经冷却后，将“钟罩”吊起，移至另一个已经码好坯体的窑底座上，进行另一窑的烧成操作。钟罩式窑的窑墙、窑顶可以单独吊起，根据需要可灵活调节高度。同时，改善了装出窑的劳动条件，使窑炉周转率提高。主要用来烧成各种特种陶瓷制品。;3 连续式窑（隧道窑、辊道窑） ;（1）隧道窑;　隧道窑是陶瓷窑炉中较先进的窑型，种类较多，应用广泛。坯体装在铺有耐火材料的窑车上，在与高温气流逆向运行的过程中，经预热、烧成、冷却三带，完成一系列物理化学变化推出窑外。它与传统倒焰窑相比有下列优点：;（2）辊道窑(辊底窑、缝式窑) 小截面的隧道窑，其窑底由数百根互相平行的辊子组成辊道，在传动装置带动下，所有辊均向相同方向旋转，使放在其上的坯体由入口向出口移动，经过窑内烧成陶瓷制品。 辊子应具有足够的高温机械性能、抗氧化和耐热性能，如刚玉质、莫来石质、高铝质、碳化硅质辊子，其直径一般为25-42mm，长度一般为1.5-3.2mm。;三、烧 成 制 度;2 烧成制度 （1）温度制度 烧成温度：陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度。它实际上是指一个温度范围，即烧成范围。 直接影响晶粒大小，液相数量及气孔的形貌和数量，普通陶瓷的烧结为液相烧结，陶瓷矿物组成的形成和瓷体致密化需要物质的迁移和液相出现，一般液相量在15%-35%，从而对应一定的温度。 生烧：温度低，液相量不足，不能实现完全致密化； 过烧：液相量过多而变形。 保温时间：粒子的迁移与液相在毛细管力作用下的填充为动力学过程，须在相应条件下以一定时间为保证；高火保温的目的是使窑内温度均匀，坯体烧结程度一致。 ;保温时间影响坯体的性能： 二次重结晶或晶粒过分长大、坯体骨架削弱、制品变形。 适宜的保温时间取决于窑的结构，坯体尺寸和烧成温度。 ; 　玻璃相多的致密坯体:在冷却时，玻璃相由塑性态变为固态时，瓷坯结构上有显著的变化，引起较大的应力。坯体应采用高温快冷和低温缓冷的制度。　 含相变成分多的坯体：如SiO2、ZrO2在晶型转变温度附近冷却速度不能太快。 厚而大的坯件：冷却不能太快，防止造成热冷应力不均而引起开裂。 如何得到细晶的高密度陶瓷？;（2）气