烧结57127.ppt

概述烧结机理晶粒生长与二次再结晶影响烧结的因素 第一节 概述 1）常规烧结（是否出现液相） 二、与烧结有关的概念 当密度达到理论密度的90～95％后，其增加速度显著减小，且常规条件下很难达到完全致密。说明坯体中的空隙(气孔)完全排除是很难的。 烧结初期：坯体中颗粒重排，接触处产生键合，空隙变形、缩小（即大气孔消失），固-气总表面积没有变化。 烧结中期：传质开始，粒界增大，空隙进一步变形、缩小，但仍然连通，形如隧道。 烧结后期：传质继续进行，粒子长大，气孔变成孤立闭气孔，密度达到95%以上，制品强度提高。 图 被水膜包裹的两固体球的粘附 各种传质过程可单独进行或几种传质同时进行。 二、晶粒生长 小晶粒生长为大晶粒．面积↓，界面自由能↓。 如：晶粒尺寸由1μm→1cm 相应的能量变化约为0.42～21J/g 1）晶界能量较小，晶界移动被杂质或气孔所阻挡，Vb＝0，晶粒正常长大停止。（烧结初期） 2）晶界具有一定的能量，晶界带动杂质或气孔继续移动，Vb＝VP 。气孔利用晶界的快速通道排除，坯体不断致密。 3）晶界能量大，晶界越过杂质或气孔，把气孔包裹在晶粒内部，Vb VP 。气孔被包入晶体内不，再不能利用晶界这样的快速通道而排除，只能通过体积扩散来排除，是十分困难的，坯体很难致密化。 三、二次再结晶 一般说来对于给定的物料有着一个最适宜的热分解温度。温度过高会使结晶度增高、粒径变大、比表面活性下降；温度过低则可能因残留有未分解的母盐而妨碍颗粒的紧密充填和烧结。 当添加物能与烧结物形成固溶体时，将使晶格畸变而得到活化。故可降低烧结温度，使扩散和烧结速度增大，这对于形成缺位型或间隙型固溶体尤为强烈。 外加剂与烧结物成形成的新的化合物包裹于表面，会抑制晶界移动速率，防止晶粒的异常长大，促使坯体致密化的进行。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. （2）晶界上液相的影响 晶界上少量液相：抑制晶粒长大 如：95％Al2O3中加入少量石英、粘土 坯体中大量液相：促进晶粒生长和出现二次再结晶 （3）晶粒生长极限尺寸 晶粒正常生长过程中，由于夹杂物对晶界移动的牵制，使晶粒大小不能超过某一极限尺寸： d：夹杂物或气孔的平均直径；f：夹杂物或气孔的体积分数 烧结初期：气孔小而多，d↓，f↑，Dl↓，D0总大于Dl，晶粒不长大； 烧结中期：小气孔聚集排除，d ↑ ，f ↓ ，Dl↑，当Dl D0 时，晶粒开始均匀长大； 烧结后期：f＝d/Dl=d/10d＝0.1，即烧结达到气孔的体积分数为10％时，晶粒长大就停止了。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 1、概念 2、推动力 指在细晶消耗时，成核长大形成少数巨大晶粒的过程。 表面能 3、晶粒生长与二次再结晶的区别 晶粒生长 晶粒尺寸均匀生长 界面处于平衡状态，无应力 不存在晶核 气孔都维持在晶界上或晶界交汇处 二次再结晶 个别晶粒异常长大 大晶粒界面上有应力存在 大晶粒时二次再结晶的核心 气孔被包裹在晶粒内部 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 4、二次再结晶的影响因素 （1）晶粒晶界数（原始颗粒的均匀度） 原始颗粒尺寸均匀： 原始颗粒尺寸不均匀：