烧结理论简介PPT课件

，第14章，烧结，烧结，烧结，材料特性结构，粒度分布孔径分布晶界体积分数，陶瓷，耐火材料，粉末冶金，超高温材料.功能陶瓷：热、声、光、电、磁、生物学特性。结构陶瓷：耐磨、弯曲、强度、韧性.应用，更改材料特性的方法：1，g强度，2，孔强度(应力集中点)；透明度(散射)；铁电性和磁性。主要内容1，烧结推力和模型2，固相烧结和液相烧结中四种基本物质转移的原因、条件、特性和动力学方程。3、烧结过程中颗粒生长和二次再结晶控制。4、影响烧结的因素。没有空气的多晶，c，说明：a:粒子集中b:开放堆栈的粒子中心接近c:闭合堆栈的粒子中心，烧结现象图，14-1概述，a)烧结前b)烧结后铁粉烧结的SEM照片，烧结过程中的特性变化：一，定义1:一种或多种粉末成型，加热到一定温度后开始收缩，在熔点温度以下用致密硬的烧结体说明缺点：只说明宏的变化，实质尚未阐明。定义2:由于分子或原子的吸附，加热粉末以形成颗粒粘合，通过物质移动使粉末强度、致密化和再结晶的过程。烧结的测定指标：收缩率、空气空置率、吸收率、相对密度、烧结时是否发生液相，烧结可分为固相烧结、液相烧结、烧结温度下基本无液产生的烧结两类，如高纯氧化物之间的烧结过程。有液态参与烧结，如烧结温度下液态发生的多组分物质。近年来，在开发特殊结构材料和功能材料的过程中，产生了几种新的烧结方法。热压烧结，放电等离子烧结，微波烧结等。图1热压，图2放电等离子烧结炉(SPS)，图3气动烧结炉(GPS)，图4微波烧结炉，图4微波烧结炉，第二，与烧结有关的一些概念1，烧结和煅烧：在特定温度范围内制造致密体的过程。烧结：加热致密化的简单物理工艺。2，烧结和熔融烧结：至少一组元素为固体熔化：固体熔化，3，烧结和固体反应等点：反应温度低于熔点。不同点：是否是化学反应，第三，烧结过程的推进剂粉末材料的表面能量多晶烧结体的晶界*烧结能否自发进行？结论：烧结推动力比相变及化学反应的能量小，不能自发进行，必须加热！示例：Al2O3:差异大，易于烧结。Si3N4、SiC、AlN烧结等共价化合物。*判断烧结难度：越小越容易烧结，反之也很难烧结。*推力与粒子细度的关系：粒子积累时，由于表面张力而产生压力下降的微小气孔会弯曲很多，结论：粉末越细，由于曲率而产生的烧结推力就越大！第四，烧结模型1945年前：粉末型煤1945年后，G.C.Kuczynski提出：双球模型，14-2固体烧结，对象：单粉末烧结。主要传质方式：蒸发-冷凝扩散，1，蒸发-冷凝传质，表面张力是凹面的，表面张力可以使凸面表面上的蒸气压p分别低于或高于平面表面上的蒸气压Po，可以用开尔文公式表示：球形表面(1)，非平面表面(2)，存在范围：高温下蒸汽压大的系统(NaClKClBeOPbO)。硅酸盐材料很少见。传质原因：产生曲率差p条件：粒子足够小r10 A说明：这种物质传递不能延长时间达到烧结。2，温度t增加，有利于烧结。3、粒度越大，烧结速度越小。4，特征：烧结时颈部扩张，气孔形状改变，但双球之间的中心距离不变，坯料不收缩，密度不变。第二，扩散传质对象：由于蒸汽下降，大部分固体物质。(a)、颈部应力模型(见图14-6)、说明：颈部应力主要为、(张应力)、实际状态、粒子大小、形状、积累方法不同、颈部形状的不规则接触点部分剪切应力晶界滑动、粒子重排累积密度、气体空隙率)，颈部应力，(b)，粒子中心接近机构中心距离缩短，必须有物质移动到空气孔，空气孔。空洞消失的部分：自由表面、晶界、电位。调查空位浓度变化。应力存在时空位置形成所需的其他操作(存在拉伸应力时)，(存在压缩应力时)，空位形成能量：无应力时：EV，结论：张应力区空位形成应力区C0Cc 501c 32;2c，从成型中可以看出，在一定温度下共孔，3，扩散路径，(结论：CT c0cc 接着颈部表面内部引起的原子扩散：空位扩散和相反方向，扩散结束：颈部。扩散路径：(参见P264，图14-8)表面扩散接口扩散体积扩散，(c)，扩散物质传递的运动关系，1，初始：表面扩散显着。(曲面扩散温度D0，(2)，真实：直线斜度为1/2到1/3，更接近1/3。原因：晶界移动时遇到杂质或气孔，限制晶界的生长。界面通过夹杂物时改变形状，3、晶界移动，移动？是打扰吗？影响因素：晶界曲率；孔径、数量；公共是作为空位源扩散到晶界的速度孔内的气体压力大小。包裹气孔的粒子数。公共通过空缺传递或消失。实现烧结矿的致密化。初始、中间、后期、后期：当Vp=Vb时，严格控制a:温度。b:在晶界产生少量液体，抑制晶粒生长。原因：界面移动推进力减小，扩散距离增大。4，讨论：钢坯的理论密度和实际密度为什么存在差异？粒子增长没有终点吗？(1)存在因素：气功不能完全排除。随着烧结的进行，t升高，气孔逐渐减少，气孔的内部压力增加，等于2/r，烧结停止。但是温度持续升高，膨胀，不利于烧结。(2)措施，气氛烧结，真空烧结，热压烧结等。讨论：