4-高温固相精编版.ppt

* * 传统：有由粘土、长石、石英为原料制成 先进：采用高度精选或合成的原料，具有能精确控制的化学组成，按照便于控制的制造技术加工的，便于进行结构设计，并且有优异的持续性 陶瓷材料的成型工艺 普通日用陶瓷的成型工艺 注浆成型 基本注浆方法: 可分为空心注浆(单面注浆)和实心注浆(双面注浆)两种。 强化注浆方法: 强化注浆方法是在注浆过程中人为地施加外力，加速注浆过程的进行，使得吸浆速度和坯体强度得到明显改善的方法。根据所加外力的形式，强化注浆可以分为真空注浆、离心注浆和压力注浆等。 可塑成型 对具有一定可塑变形能力的泥料进行加工成型的方法。 滚压成型：成型时，盛放着泥料的石膏模型和滚压头分别绕自己的轴线以一定的速度同方向旋转。滚压头在转动的同时，逐渐靠近石膏模型，并对泥料进行滚压成型。 塑压成型： 将可塑泥料放在模型内在常温下压制成坯。 压制成型 粉料含水量为3-7%时为干压成型；粉料含水量为8-15%时为半干压成型。 高技术陶瓷的成型工艺 注浆成型法 注浆成型 热压铸成型：热压铸成型法是利用石蜡的热流性特点，与坯料配合，使用金属模具在压力下进行成型的，冷凝后坯体能保持其形状。它的成型过程如下： 蜡浆料的制备、热压铸、高温排蜡 流延成型：带式浇注法、刮刀法。 可塑成型法： 挤压成型: 是将真空练制的泥料，放入挤制机内，这种挤制机一头可以对泥料施加压力，另一头装有机嘴即成型模具，通过更换机嘴，能挤出各种形状的坯体。 轧膜成型：适宜生产1mm以下的薄片状制品。 模压成型 压制成型 等静压成型：冷等静压和热等静压两种类型。冷等静压又分为湿式等静压和干式等静压。  烧结 烧结是指高温条件下，坯体表面积减小，孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。 烧结驱动力：粉体的表面能降低和系统自由能降低。 陶瓷的烧结理论 烧结的主要阶段： 1）烧结前期阶段(坯体入炉——90％致密化) ① 粘结剂等脱除：如石蜡在250～400℃全部汽化挥发。 ② 随着烧结温度升高，原子扩散加剧，孔隙缩小，颗粒间由点接触转变为面接触，孔隙缩小，连通孔 隙变得封闭，并孤立分布。 ③ 小颗粒间率先出现晶界，晶界移动，晶粒长大。 2）烧结后期阶段 ① 孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处，使孔隙逐渐消除。 ② 晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。 固相烧结（只有固相传质） 液相烧结（出现液相） 气相烧结（蒸汽压较高） 烧结 气相传质（蒸发与凝聚为主） 固相传质（扩散为主） 液相传质（溶解和沉淀为主） 烧结过程中的物质传递 原料粉末的粒度 烧结温度 烧结时间 烧结气氛 影响因素 陶瓷的烧结方法 烧结分类 常压烧结 压力烧结 按压力分类 普通烧结 氢气烧结 真空烧结 按气氛分类 固相烧结 液相烧结 气相烧结 活化烧结 反应烧结 按反应分类 常见的烧结方法 普通烧结：传统陶瓷在隧道窑中进行烧结，特种陶瓷大都在电窑中进行烧结。 热压烧结：在烧结过程中同时对坯料施加压力，加速了致密化的过程。所以热压烧结的温度更低，烧结时间更短。 热等静压烧结：将粉体压坯或装入包套的粉体放入高压容器中，高温和均衡的气体压力作用下烧结成致密陶瓷体。 真空烧结：将粉体压坯放入到真空炉中进行烧结。真空烧结有利于粘结剂的脱除和坯体内气体的排除，有利于实现高致密化。 其它烧结方法： 反应烧结、气相沉积成形、高温自蔓延（SHS）烧结、等离子烧结、电火花烧结、电场烧结、超高压烧结、微波烧结等 烧结工艺 烧结温度与保温时间的确定 烧结温度(TS)和熔融温度(TM)的关系有一定规律： 金属粉末：TS≈(0.3-0.4)TM， 盐类： TS≈0.57TM ， 硅酸盐： TS≈(0.8-0.9)TM 。 烧结保温时间与烧结温度有关。通常，烧结温度较高时，保温时间较短；相反，烧结温度较低时，保温时间要长。 烧结气氛的选择 升温和降温（冷却）速度的确定 升温和降温时间由制品尺寸和性能要求而定。 烧结过程 Pressed Ceramic Particles Sintered for a short time Sintered for a long time 显微织构 采取的办法有两种： 加入添加物，使居里温度向低温或高温方向移动，即移峰效应； 使居里点附近的介电常数变化比较平缓，即展宽效应。 用途： 高介铁电陶瓷 ε30000 SrTiO3、WO3和MnCO3 低变化率铁电陶瓷 ZnO、Nb2O5、Sb2O5 高压铁电陶瓷 ZnO、Mg 低损耗铁电陶瓷 粉末轧制法 为使其在不同的工作温度和电场下具有稳定的性质，就必须降低材料的非线性，获得具有高介电常数，温度曲线比较平坦的陶瓷材料。 成型方法：轧模、等静压成型、