氧化鋯陶瓷試樣制備及在等離子體中的加熱
氧化鋯陶瓷用等離午體燒結(jié)的試樣,目前多為長柱狀或管狀,直徑小于15mm,常用5-lOmm。氧化鋯陶瓷試樣可直接用等靜壓制備,也用澆注法制備。
氧化鋯陶瓷試樣必須保持干燥,具備較高強度和素坯密度。
如氧化鋯陶瓷試樣素垤密度過低,則往往需要預(yù)燒并使其部分致密化,減少燒成時收縮量和開裂的可能性。
氧化鋯陶瓷試樣尺寸不僅受等離子體等溫區(qū)大小的限制,實際上更主要受到熱沖出的制約。
由于氧化鋯陶瓷樣品推人等離子體時,樣品受等離子體包裹部分有極高的升溫速率,而等離子體外的樣品則溫度基本沒有上升,故氧化鋯陶瓷樣品不同部分溫差很大,熱沖擊也大。
另外如氧化鋯陶瓷樣品素坯密度過低,強度低,熱脹系數(shù)過高,則由于熱沖擊引起的應(yīng)力和導(dǎo)致破壞的可能性也大。
所以要燒制尺寸較大的樣品,不僅要有較大的等離子區(qū),氧化鋯陶瓷樣品推進速度快,還必須制得較高密度和強度的素坯樣品,這對熱脹系數(shù)較高的材料尤為如此。
等離子體放電區(qū)溫度達數(shù)千攝氏度,氣體部分以離子狀態(tài)存在。
試樣在放電區(qū)由于受到強對流傳熱和各種組分(離子、原子、電子等)在表面處沖擊.,復(fù)合而得以加熱。
由于等離子體溫度高,熱流量大,故升溫速率高,最高可達100℃/s,隨溫度升高試樣表面的輻射程度加劇,最終可達到某一加熱與熱損失的平衡并保持一定溫度。
一般的氧化鋯陶瓷試樣可達1600-1900℃的溫度。由于氣體溫度遠(yuǎn)高于試樣溫度,故試樣溫度主要與氣流情況(氣體種類、壓力)及輸入功率有關(guān)。
1600-1900℃是較易達到的溫度,也是較易控制的溫度區(qū)間。更高溫度時由于熱損失增大難以進一步升溫,更低溫度時對等離子體的控制和調(diào)節(jié)不易。
溫度測量一般使用光學(xué)溫度計,故溫度測量和控制精度不佳。
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本文“氧化鋯陶瓷試樣制備及在等離子體中的加熱”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時間:2022-12-17 14:00:35
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