先進陶瓷的燒結(jié)機理（最新）_技術(shù)資料【科眾陶瓷】

1.陶瓷燒結(jié)的定義：
粉料成型后形成了具有一定外形的坯體，此時坯體內(nèi)包含大量氣體（35%~60%），而顆粒之間處于點接觸。

2 . 與陶瓷燒結(jié)有關(guān)的概念

(1)燒成與燒結(jié)燒成是將硅酸鹽制品在一定條件下進行熱處理，使之發(fā)生一系列物理化學變化，形成預(yù)期的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，從而達到固定外形并獲得所要求性能的工序。

(2)熔融和燒結(jié) 熔融和燒結(jié)這兩個過程都是由原子熱振動引起的，但熔融時全部組元都轉(zhuǎn)變?yōu)橐合啵鵁Y(jié)時至少有一組元處于固態(tài)。

(3)固相反應(yīng)和燒結(jié) 這兩個過程的相同之處是均在低于材料熔點或熔融溫度之下進行，并且過程的始終都至少有一相是固態(tài)。

3.陶瓷燒結(jié)過程推動力
粉末狀物料經(jīng)壓制成型后，顆粒之間僅僅是點接觸，可以不通過化學反應(yīng)而緊密結(jié)合成堅硬的物體，這一過程必然有一推動力在起作用。根據(jù)近代燒結(jié)理論的研究認為：粉狀物料的表面能大于多晶燒結(jié)體的晶界能，這就是燒結(jié)的推動力。粉體經(jīng)燒結(jié)后，系統(tǒng)降低能量，晶界能取代了表面能，這是多晶材料穩(wěn)定存在的原因。

4.陶瓷燒結(jié)過程中的物質(zhì)傳遞

燒結(jié)過程除了要有推動力外，還必須有物質(zhì)的傳遞過程，這樣才能使氣孔逐漸得到填充，使坯體由疏松變得致密。許多學者對燒結(jié)過程中物質(zhì)傳遞方式和機理進行了研究，提出的觀點有，①蒸發(fā)和凝聚傳質(zhì)；②擴散傳質(zhì)；③黏滯流動與塑性流動傳質(zhì)；④溶解和沉淀。實際上燒結(jié)過程中的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象很復(fù)雜，不可能是一種機理在起作用。實際在燒結(jié)過程中可能有幾種傳質(zhì)機理在起作用，但在一定條件下某種機理會占主導(dǎo)地位，當條件改變了，起主導(dǎo)作用的機理也會隨之改變。

(1)蒸發(fā)一凝聚傳質(zhì)

在高溫過程中，由于固體顆粒表面曲率不同，必然在系統(tǒng)的不同部位蒸氣壓也不同，于是通過氣相有一種傳質(zhì)趨勢，質(zhì)點通過氣相蒸發(fā)，再凝聚實現(xiàn)質(zhì)點的傳質(zhì)而促進燒結(jié)。

(2)擴散傳質(zhì)
擴散傳質(zhì)是指質(zhì)點（或空位）借助于濃度梯度推動而遷移的傳質(zhì)過程。

(3)流動傳質(zhì)
液相燒結(jié)的基本原理與固相燒結(jié)有類似之處，推動力都是表面能，燒結(jié)過程也是由顆粒重排、氣孔填充晶粒生長等階段組成。

a.黏性流動傳質(zhì)
在液相燒結(jié)時，液相含量很高，由于高溫下黏性液體出現(xiàn)牛頓型流動而產(chǎn)生的傳質(zhì)稱為黏性流動傳質(zhì)。

b.塑性流動傳質(zhì)
當高溫下坯體中液相含量減小，而固相含量增加時，這時燒結(jié)傳質(zhì)不能看成是牛頓型流體，而是屬于塑性流動的流體，過程的推動仍然是表面能。

(4)溶解-沉淀傳質(zhì)
在有固、液兩相的燒結(jié)中，固、液兩相之間發(fā)生如下傳質(zhì)過程：細小顆粒（其溶解度較高）以及一般顆粒的表面凸起來部分溶解進入液相，并通過液相轉(zhuǎn)移到粗顆粒表面（這里溶解度較低）而沉淀下來。

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本文“先進陶瓷的燒結(jié)機理（最新）”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2021-10-16 14:17:32
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