大连轻工(硅酸盐物理化学课件)12章烧结

大连轻工(硅酸盐物理化学课件)12章烧结烧结概述烧结过程烧结工艺烧结产品性能烧结应用contents目录01烧结概述烧结：指粉末或粉末压坯在低于主要组分熔点的温度下加热，通过固态物质间的粘性作用使颗粒相互粘结，从而使体积缩小、密度增大的过程。烧结是一个复杂的过程，涉及到物理、化学以及冶金等多个学科领域。烧结的目的是使粉末或压坯转变为具有一定形状、尺寸、孔隙度、机械强度和物理化学性能的致密体。烧结的定义粉末颗粒在加热过程中会进行扩散、粘性流动和塑性变形等，这些过程会导致颗粒之间发生粘结。随着温度的升高和时间的延长，粉末颗粒之间的接触面积增大，孔隙率降低，密度增加，最终形成致密的烧结体。粉末颗粒在加热过程中会发生一系列的物理和化学变化，如表面氧化物的还原、晶粒长大、相变以及液相的出现等。烧结的原理烧结是粉末冶金中最重要的工艺过程之一，广泛应用于陶瓷、金属、复合材料等领域。通过烧结可以制备出具有优异性能的材料，如高强度、高硬度、耐磨、耐腐蚀等。烧结材料的性能与其制备工艺密切相关，因此研究烧结工艺和优化烧结参数对于提高材料性能具有重要意义。烧结的重要性02烧结过程根据产品要求，选择合适的原料，并进行破碎、筛分、混合等预处理，确保原料的均匀性和稳定性。原料准备配料与成型生坯干燥根据生产配方，将原料进行精确的配料，并通过成型设备制成所需形状的生坯。除去生坯中的多余水分，提高其强度和稳定性，为后续烧成阶段做准备。030201准备阶段烧结温度是烧结过程的关键因素，需根据原料和产品要求进行精确控制，以确保产品的性能和外观。温度控制烧结气氛对产品的性能也有重要影响，需根据原料和产品特性选择适当的气氛，如氧化、还原、真空等。气氛控制根据产品特性和性能要求，选择适当的烧结气氛，如空气、惰性气体、混合气体等。烧结气氛的选择烧成阶段根据产品特性和烧成制度，选择适当的冷却方式，如自然冷却、强制冷却、淬火等。冷却方式选择冷却速度对产品的结构和性能有重要影响，需根据产品要求进行精确控制。冷却速度控制冷却阶段03烧结工艺烧结温度是烧结过程中最重要的工艺参数之一，它决定了烧结过程能否顺利进行以及烧结体的性能。在烧结温度下，粉末颗粒之间会发生粘结、扩散、流动等物理化学变化，形成具有一定强度和致密度的烧结体。烧结温度选择合适的烧结温度需要考虑原料的性质、烧结设备的加热方式和炉膛内的气氛等因素。如果烧结温度过低，会导致烧结体结构松散、性能较差；如果烧结温度过高，则会导致晶粒长大、材料变形甚至熔化。因此，选择合适的烧结温度是获得优良性能的烧结体的关键。烧结温度的选择烧结温度烧结气氛在烧结过程中，气氛的控制也是非常重要的。气氛会影响烧结体的结构和性能，特别是对于一些对气氛敏感的材料。在氧化气氛下，材料容易氧化；在还原气氛下，材料容易还原。因此，需要根据材料的性质和所需的性能来选择合适的气氛。气氛的控制气氛的控制可以通过调节炉膛内的气体成分来实现。例如，可以使用通入不同比例的氧气和氮气来调节氧化气氛的浓度；可以使用氢气或惰性气体与还原性气体（如一氧化碳）的混合物来调节还原气氛的浓度。同时，还需要注意控制气体的流量和炉膛内的压力，以确保气氛的稳定和均匀分布。烧结气氛烧结时间烧结时间也是影响烧结体性能的重要因素之一。在一定的温度和气氛下，烧结时间越长，粉末颗粒之间的粘结、扩散、流动等物理化学变化越充分，烧结体的致密度和强度越高。但是，如果烧结时间过长，可能会导致晶粒长大、材料变形甚至过烧。因此，需要根据实际情况选择合适的烧结时间。烧结时间确定合适的烧结时间需要考虑原料的性质、颗粒的大小和分布、烧结温度和气氛等因素。可以通过实验的方法来确定最佳的烧结时间，即在一定的温度和气氛下，分别在不同的时间点测量烧结体的性能指标，如密度、硬度、强度等，然后选择性能最优的时间点作为最佳的烧结时间。烧结时间的确定04烧结产品性能

物理性能密度烧结产品的密度取决于其原料的粒度、成分以及烧结温度和时间。密度越高，产品的强度和耐磨性越好。吸水率烧结产品的吸水率越低，其防水性能和耐久性越好。热膨胀系数烧结产品的热膨胀系数决定了其在不同温度下的尺寸稳定性。烧结产品的耐腐蚀性取决于其成分和表面处理，能够抵抗酸、碱、盐等化学物质的侵蚀。耐腐蚀性烧结产品在高温下与氧气接触时，能够保持稳定的性能，不易被氧化。抗氧化性烧结产品在高温下不易分解、变质，能够保持稳定的化学性质。热稳定性化学性能抗弯强度烧结产品的抗弯强度越高，其承受弯曲变形的能力越强。硬度烧结产品的硬度决定了其耐磨性和耐划痕性，硬度越高，耐磨性和耐划痕性越好。抗压强度烧结产品的抗压强度越高，其承受压力的能力越强。机械性能05烧结应用烧结是陶瓷制品成型的必要过程，通过高温烧结，陶瓷原料中的黏土、石英、长石等物质会熔融、结晶、固化，形成致密的陶瓷结构。通过烧结，可以制备各种陶瓷材料，如耐火材料、陶瓷纤维、多孔陶瓷等，这些材料在工业、环保、能源等领域有广泛应用。在陶瓷工业中的应用陶瓷材料的制备陶瓷制品的烧成玻璃的熔制与成型在玻璃工业中，烧结技术用于熔制玻璃，将各种原料在高温下熔融形成玻璃液，再通过冷却、固化等过程制成各种玻璃制品。玻璃的澄清与均化通过烧结技术，可以对玻璃液进行澄清和均化，去除其中的气泡和杂质，提高玻璃的质量和光学性能。在玻璃工业中的应用金属粉末通过烧结可以制成各种高性能的合金材料，如高温合金、硬