《耐火材料工艺学》课件 12-9 陶瓷工艺学 烧成

烧

成12-9陶瓷工艺学010203烧成制度低温烧成与快速烧成烧成新方法目录/Contents01烧成制度烧成制度包括：温度制度（升温速度，烧成速度，保温时间，冷却时间）、气氛制度及压力制度。（1）烧成温度止火温度：坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即烧成时的止火温度。烧成范围：指一个允许的温度范围：坯体技术性能开始达到要求指标时对应的温度为下限温度。坯体结构和性能指标开始劣化时的温度为上限温度。（1）烧成温度烧结温度：试样开口气孔率达到最低，收缩率达到最大，试样致密度最高。烧成温度高低的影响：晶粒尺寸、液相组成与数量、气孔的形貌与数量、体积密度吸水率显气孔率显微硬度。在低于烧成温度时保温：物理化学反应完全，产生足够的液相，适当的晶粒尺寸，结构均匀。时间不易过长，否则晶粒溶解，液相多，机械性能下降，釉面析晶(结晶釉)，所以保温温度<烧成温度。保温时间：晶体数量与大小，不过长，否则晶粒过分长大，二次重结晶。（2）保温时间对产品性能的影响02低温烧成与快速烧成二者的意义都能够节约能源。二者都需要充分利用原料资源，提高生产效率。低温烧成与快速烧成的意义低温烧成：烧成温度有较大幅度降低，产品性能与通常烧成的性能相近的烧成方法。快速烧成：产品性能无变化，而烧成时间大量缩短的烧成方法。03烧成新方法123热压烧结热等静压烧结微波烧结烧成新方法1热压烧结热压烧结(hotpressing)是在烧结过程中同时对坯料施加压力，加速了致密化的过程。所以热压烧结的温度更低，烧结时间更短。现在已广泛应用于陶瓷、粉末冶金和复合材料的生产。②热压烧结的致密化过程a.初期：密度迅速增大，大部分气孔排除；粉粒重排，晶界滑移。b.热压中期：密度增加缓慢c.热压后期：致密速度大大降低，与普通烧结相似。①传质过程：粉料应力

>填充堆积间隙。1热压烧结（1）理论基础1热压烧结1）降低坯体成型压力，热压力=1/10常温压力。2）致密度显著提高。3）显著降低烧成温度，缩短烧成时间。4）晶粒细小（温度低、时间短），气孔分布均匀、气孔率低。5）无需烧结促进剂、成型添加剂。（2）热压烧结特点2热等静压烧结热等静压工艺(hotisostaticpressing，简写为HIP)是将粉末压还或装入包套的粉料。装入高压容器中，使粉料经受高温和均衡压力的作用，被烧结成致密件。2热等静压烧结热等静压装置主要由压力容器、气体增压设备、加热炉和控制系统等几部分组成。2热等静压烧结目前，热等静压技术的主要应用有：金属和陶瓷的固结，金刚石刀具的烧结，铸件质量的修复和改善，高性能磁性材料及靶材的致密化。原料：粉末，原料先预压再烧制。粉末填充——预压——抽气——热等静压——第二次热等静压。2热等静压烧结HIP特点：成型、烧成同时进行。较低温度下获得各向同性、高致密度的陶瓷制品。优点：可制备大尺寸、复杂尺寸、精确尺寸制品。缺点：设备复杂，模具高，投资大，效率低。3微波烧结微波烧结(microwavesintering)是利用微波具有的特殊波段与材料的基本细微结构耦合而产生热量，材料在电磁场中的介质损耗使材料整体加热至烧结温度而实现致密化的方法。微波烧结技术中使用的频率主要为915MHz和2.45GHz两种波段。3微波烧结微波烧结和常规烧结根本的区别在于：常规烧结是利用样品周围的发热体加热，而微波烧结则是样品自身吸收微波发热。特点：烧结时间短、烧成温度低、降低固相反应活化能、提高烧结样品的力学性能、使其晶粒细化、结构均匀，同时降低高温环境污染。3微波烧结目前，微波烧结技术已经被广泛用于多种陶瓷复合材料的试验研究。根据材料与微波作用的类型不同，可以将其分为微波透明体、微波导体和微波吸收体。3微波烧结（1）微波透明体(transparent)微波可以在材料内部完全透过。室温下很多种陶瓷复合材料都是微波透明体。如Al2O3.MgO、SiO2以及大多数玻璃制品等。这些物质在室温下都是电绝缘体，具有很低的介质损耗。3微波烧结（2）微波导体(conductor或opaque)微波被完全反射而无法穿透进入材料内部。金属材料是好的微波导体，因此经常被用来传输微波。金属的电导率越高，则对微波的反射能力越强。实际过程中常选用电导率很高的Cu作为传输微波的波导元件。3微波烧结（3）微波吸收体(absorber)微波被材料所吸收，从而在材料内部耗散(dissapation)，引起材料内部产生热量。部分材料如：Co2O3、MnO2、.NiO、CuO、SiC、ZrO2、BaTiO3、Si3N4等室温下具有较高的介质损耗，因此可