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1;2;3;4;5;6;7;8;9;热压烧结的发展;1.热压烧结的发展;许多陶瓷粉体(或素坯)在烧结过程中，由于烧结温度的提高和烧结时间的延长，而导致晶粒长大。与陶瓷无压烧结相比，热压烧结能降低烧结温度和缩短烧结时间，可获得细晶粒的陶瓷材料。;例：热压氮化硅材料的抗弯强度和断裂韧性分别可达1100MPa和9MPa·m-2；热压氧化锆增韧陶瓷的抗弯强度和断裂韧性分别为1500MPa和15MPa·m-2。此外，一些含有易挥发组分的陶瓷，如氧化铅、氧化锌和某些氮化物，以及用纤维、晶须、片状晶粒、颗粒弥散强化的陶瓷基复合材料，用热压工艺比用无压烧结容易获得高致密的材料。;2.热压烧结的原理;热压烧结的概念;施加外压力的烧结，

简称加压烧结

(appliedpressure)or(pressure—assistedsintering);热压是指在对置于限定形状的石墨模具中的松散粉末或对粉末压坯加热的同时对其施加单向压力的烧结过程。;热压法容易获得接近理论密度、气孔率接近于零的烧结体，容易得到细晶粒的组织，容易实现晶体的取向效应和控制高蒸气压成分系统的组成变化，因而容易得到具有良好机械性能、电学性能的产品。

能生产尺寸较精确的产品。

;热压烧结与常压烧结相比，烧结温度要低得多，而且烧结体中气孔率低，密度高。由于在较低温度下烧结，就抑制了晶粒的生长，所得的烧结体晶粒较细，并具有较高的机械强度。热压烧结广泛地用于在普通无压条件下难致密化的材料的制备及纳米陶瓷的制备。;在现代材料工业中，用粉体原料烧结成型的产业有两类，一个是粉末冶金产业，一个是特种陶瓷产业。

所使用的烧结工艺方法主要有两种，一种是冷压成型然后烧结：另一种是热压烧结。

实验证明，采用真空热压烧结可以使产品无氧化、低孔隙、少杂质、提高合金化程度，从而提高产品的综合性能;3.热压烧结工艺;真空和气氛热压;;热等静压强化了压制和烧结过程．降低烧结温度，消除空隙，避免晶粒长大，可获得高的密度和强度。同热压法比较，热等静压温度低，制品密度提高。;;从化学反应的角度看，可分为相变热压烧结、分解热压烧结，以及分解合成热压烧结三种类型。从能量及结构转???的过程看，在多晶转变或煅烧分解过程中，通常都有明显的热效应，质点都处于一种高能、介稳和接收调整的超可塑状态。此时，促使质点足够的机械应力，以诱导、触发、促进其转变，质点便可能顺利地从一种高能介稳状态，转变到另一种低能稳定状态，可降低工艺难度、完成陶瓷的致密烧结。其特点是热能、机械能、化学能三者缺一不可，紧密配合促使转变完成。;(2)热压烧结生产设备;美国CENTORR真空热压炉;双向加压，烧结产品达到更高密度。

激光尺测量位移，精度高。

压力自动调节，自动稳压及保压，具有程序升降压功能。

侧部开门，装卸料方便。

炉内发热元件采用石墨，保温材料采用石墨毡及石墨筒为隔热屏，上、下压头采用高强度石墨。;图7.6各种加热方式热压示意图;图7.7超声波热压示意图;热压装备用的模具材料中，石墨得到了最广泛的应用。石墨的价格不太贵，易于机械加工，在较大的温度范围内具有较低密度，电阻较低，热稳定性好和具有足够的机械强度，且能形成保护气氛。实际压模采用的石墨的抗压强度为35-45MPa。高强石墨，可以在压力达70MPa条件下应用。石墨压模的局限性是它的机械强度较低（不能在高压下工作）以及能还原某些材料，尤其是氧化物。石墨还能和过渡族金属，以及过渡族金属的氮化物和硅化物发生反应。;除石墨压模外，金属压模应用的最广泛，尤其是铜基合金压模。金属压模主要用来制造多晶光学材料，比如氟化镁、氧化镁和硒化铅。氧化物和陶瓷材料压模很少使用，因为它们的热稳定性差、难以加工以及不是总能与所压材料相协调和相容。

;(3)热压烧结的过程、工艺参数及控制过程;工艺制度;1）升温过程;(b)坯体成分中存在多晶转变时，应密切注意。

如系放热反应，则应减缓供热，以免出现热突变，加剧体效应而引起工件开裂；

如系吸热反应，则可适当加强供热，并注意其温度不一定上升，待转变完后则应减缓供热，勿使升温过快。相变温度亦可在综合热分析数据中找到。;40;(d)不同电子陶瓷还可能有其特殊的升温方式。

如中间保温、突跃升温等。BaTiO3或PbTiO3为基本成分的正温度系数热敏电阻瓷即为一例。如果在700～800℃，突跃升温至1100～1200℃，往往可以获得优异的阻—温特性。;2）最高烧结温度与保温时间;（a）最高烧结温度的确定;（b）最高烧结温度与保温时间的关系;（c）粉料粒度与最高烧结温度的关系;3）降温方式;;然而在烧结后期，不合理地延长烧结时间，有时会加剧二次再结晶作用，反而得不到充分致密