第七章 热压烧结1

1、烧结烧结材料性质材料性质 结构结构化学组成、矿物组成化学组成、矿物组成显微结构显微结构晶粒尺寸分布晶粒尺寸分布气孔尺寸分布气孔尺寸分布晶界体积分数晶界体积分数改变改变目的目的：粉状物料变成致密体。：粉状物料变成致密体。陶瓷、耐火材料、粉沫冶金、超高温材料陶瓷、耐火材料、粉沫冶金、超高温材料现代无机材料现代无机材料 如：功能瓷：热、声、光、电、磁、生物特性。如：功能瓷：热、声、光、电、磁、生物特性。 结构瓷：耐磨、弯曲、湿度、韧性结构瓷：耐磨、弯曲、湿度、韧性应用应用1 概述概述一、烧结的定义及分类一、烧结的定义及分类 1. 定义定义宏观宏观 定义定义：粉体原料经过成型、加热到低于熔点的温度，发

2、生固结、气孔率下降、收缩加大、致密度提高、晶粒增大，成为坚硬的烧结体，这个过程称为烧结。微观定义微观定义：固体中分子（原子）间存在相互吸引，通过加热使质点获得足够的能量进行迁移，使粉末体产生颗粒粘结，使粉末体产生颗粒粘结，产生强度并导致致密化和再结晶的过程，称为烧结产生强度并导致致密化和再结晶的过程，称为烧结。 粉末成型体在低于熔点的高温作用下，产生颗粒间的粉末成型体在低于熔点的高温作用下，产生颗粒间的粘附，通过物质传递迁移，使成型坯体变成具有一定几何粘附，通过物质传递迁移，使成型坯体变成具有一定几何形状和性能，即有一定强度的致密体的过程，称为烧结。形状和性能，即有一定强度的致密体的过程，称为

3、烧结。常规烧结常规烧结（是否出现液相） 2. 分类分类固相烧结：固相烧结：在烧结温度下基本上无液相出现的烧结，如高纯氧化物之间的烧结过程液相烧结：液相烧结：有液相参与下的烧结，如多组分物系在烧结温度下常有液相出现， 凹面界面能 晶界向凸面曲率中心移动则，小于6条边的晶粒缩小（或消失），大于6条边的晶粒长大 影响烧结的因素影响烧结的因素一、烧结一、烧结温度和时间的影响温度和时间的影响 1、烧结、烧结温度温度2、烧结、烧结时间时间T ，P蒸，D扩，促进烧结T 过高：1）浪费燃料，不经济； 2）促使二次再结晶，使制品性能恶化； 3）液相量增多，急剧下降，使制品变形。延长t ，会不同程度的促进烧结的完

4、成；但是，在烧结后期，不合理的延长t，会加剧二次再结晶的作用，得不到致密的制品。3、烧结、烧结温度与保温时间的关系温度与保温时间的关系烧结高T阶段：以体积扩散为主，导致坯体致密化烧结低T阶段：以表面扩散为主，只改变气孔形状，不致密化如在低温阶段保温t过长，不仅不引起致密化，反而因表面扩散改变气孔形状而给制品性能带来危害。刚玉坯体烧结程度与细度的关系：二、原始粉料粒度的影响二、原始粉料粒度的影响 1、物料粒度、物料粒度 r ，总表面能，则：总表面能，则： 1）烧结推动力； 2）原子扩散距离 ； 3）液相中的溶解度。使烧结过程加速使烧结过程加速粒度 r 由2m 0.5m ，烧结速率 ，64倍 ，相

5、当于烧结温度降低了150300。 31rdtd例如：例如：2、物料原始、物料原始粒径细且均匀粒径细且均匀，可防止二次再结晶，可防止二次再结晶粉末最适宜粒度：0.050.5m3、物料粒度不同，烧结机理不同、物料粒度不同，烧结机理不同粗颗粒 按体积扩散机理烧结细颗粒 按晶界扩散和表面扩散机理烧结如：如：AlN烧结烧结三、物料活性的影响三、物料活性的影响 活性氧化物通常是用其相应的盐类热分解制成的。活性氧化物通常是用其相应的盐类热分解制成的。实践表明，采用实践表明，采用不同形式的母盐不同形式的母盐以及以及热分解条件热分解条件，对所得氧化物活性有着重影响。对所得氧化物活性有着重影响。举例：盐类的选择举例：盐类的选择盐的种类不同，M