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第三章电子陶瓷烧结原理
烧结动力学
晶体长大动力学
影响烧结的主要因素
烧结机理
烧结中的热变化
第一节烧结中的物理化学变化
---热分析
1热重分析
2差热分析
第二节烧结机理
一、定义及分类
1定义：在陶瓷坯体在熔点温度之下，物料通过增大接触面、颗粒重排、形成晶界、排除气孔，达到致密和增大强度的过程。
宏观：致密提高，强度增加
微观：晶界形成，晶体长大，气孔变小
2分类：
固相烧结：没有液相参加（或液相很少2%-5%）
液相烧结：有液相参加，液相量达10-30%
热压烧结：烧结有特殊机理，提高烧结推动力
二、烧结动力学（推动力）
1曲面压差
2颈部浓度差△C
对于一个不受应力（无附加压差）的晶体，空位浓度与有关，和形成空位所需的能量有关
若质点（离子）直径为，可近似地令空位体积为
颈部曲面特性所引起的毛细管力（数值），则
形成一个空位时，毛细管力所做的功（体积功）
故在颈部表面形成一个空位所需的能量为
相应空位浓度为：
3气相传质
导致：凸
气相
凹
凝聚
蒸发
颈部
在空位浓度差推动下，空位即从颈部不断地向颗粒其
它部位扩散，而固体质点则向颈部逆向扩散，颈部空
位源的作用，与成正比，由扩散机理进行
的烧结过程可知：烧结推动力也为表面能作用的结果
三、烧结的几种机理
1、体积扩散机理
颗粒凸部向凹部传质，使颈部长大，形成晶界，相当于颈部空位向凸部扩散，凹空位凸空位
气孔周围的空位源，向晶体其它部位（主要是表面、晶界）扩散，这些部位质点反向迁移到气孔间隙
2、蒸发—凝聚机理（气相沉积）
凸部质点进行蒸发，然后通过气相传质到凹部（颈部）凝聚，使颈部长大
3、溶解—沉淀机理（液相烧结）
在液相中的颗粒，造成小颗粒溶解，溶解后通过熔体在大颗粒和两颗粒的颈部沉淀（形成晶界，颈部长大）
4、粘滞流机理
A在液相烧结时，液相量达到一定数量时，物料出现类似液相的粘滞流动现象，导致颗粒重排（液相烧结初期，在液相中的颗粒）
B热压烧结
当外力P大于此时颗粒临界强度时，能使物料发生晶面（颗粒）滑动，增大接触面
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