无机材料科学基础第十章课件.ppt

;§10.1 烧结的基本特征;;烧结过程中性质的变化：;定义1 缺点：只描述宏观变化，未揭示本质。 定义2： 全面：宏观变化+微观本质 指 标： 收缩率、气孔率、吸水率、密度。 ;10.1.2 烧结过程推动力 ; 例：Al2O3 : 两者差别较大，易烧结； 共价化合物如Si3N4、SiC、AlN 难烧结。;*推动力与颗粒细度的关系： 颗粒堆积后，有很多细小气孔弯曲表面由于表面 张力而产生压力差，;10.1.3 烧结模型 1945年以前：粉体压块 1945年后，G.C.Kuczynski (库津斯基)提出：双球模型 ;§10.2 烧结机制与动力学方程;10.2.1 蒸发－凝聚传质; 烧结模型：双球模型，中心距不变;凝聚速率＝颈部体积增加;10.2.2 扩散传质 对象：多数固体材料，由于其蒸汽压低。 1、扩散传质机理 ;无应力时： E0; 扩散途径 ;2、扩散传质的三个阶段 ;;换成体积收缩或线收缩：(中心距逼近速率);;(c) 温度T:; 2）中期： 晶界和晶格扩散显著 特点：气孔率降为5％，收缩率达80％～90％。 原因：颗粒粘结，颈部扩大， 气孔连通，形成晶界网； 晶界开始移动；晶粒正常生长。;Coble 的多面体模型(十四面体);3）后期 特点：气孔完全孤立，位于顶点； 晶粒已明显长大，坯体收缩率达90％～100％。 ;10.2.3 流动传质 特点和类型 定义： 对比：液相烧结与固相烧结 共同点：推动力、 过 程 异 点 ： 影响液相烧结的因素： 液相烧结类型 ;;10.2.3.1 粘性流动 (1) 定义：在液相烧结时，由于高温下粘性液体（熔融体）出现牛顿型流动而产生的传质称为粘性流动传质（或粘性蠕变传质）。 ;;（5）影响粘性烧结的因素;10.2.3.2 塑性流动(L少);10.2.4 溶解－沉淀传质 ; 3、传质过程 第一阶段：颗粒重排 T? ，出现足够量液相，固相颗粒在?P 作下重 新排列，收缩率60%以上； ;4、影响因素：;四、各种传质机理分析比较 ;§10.3 烧结过程中晶粒生长与异常生长;10.3.1 晶粒长大 1、概念 晶粒长大不是小??粒相互粘结，而是晶界移动的结 果；晶粒生长取决于晶界移动的速率。;晶界移动速率：;2、晶粒长大的几何情况： ? 晶界上有界面能作用，形成三维晶界网； ? 若边界能量相同，夹角呈1200，晶粒呈正六边形； ? 一般晶界有一定曲率，? 使晶界向曲率中心移动。 ? 晶界上杂质、气泡会阻碍晶界移动。 ;晶粒长大定律：;3、晶界移动 (1)、移动的七种方式;(A) Vb=0 (B) Vb = Vp (C) Vb Vp_;后期：当Vp=Vb时， A：要严格控制温度。;4、讨论：坯体理论密度与实际密度存在差异的原因？ 晶粒长大是否无止境？;讨论： a、;10.3.2 晶粒异常生长;晶粒异常长大的根源：;10.3.3 晶界在烧结中的应用;§10.4 影响烧结的因素;10.4.3 烧结温度和保温时间;10.4.4 盐类的选择及其煅烧条件 10.4.5 气氛 氧化气氛：阳离子扩散 还原气氛：阴离子扩散 10.4.6 成型压力 其它 如：生坯内粉料的堆积程度； 加热速度； 保温时间； 粉料的粒度分布等。;10.5 特种烧结技术