1、粉末的粒度
固相和液相烧结过程中,细颗粒增加烧结推动力。缩短厚度扩散距离和提高颗粒在液相中的溶解度导致烧结加速,随起始粒度缩小,一般烧结温度可以降低150~300℃
2μm 0.5μm 速率增加64倍
0.05μm 速率增加640000倍
细颗粒表面活性强,易吸附大量气体和离子,吸附物在很高温度下才会被排除——使得颗粒接触——阻碍烧结。
粒度愈小,二次再结晶愈强烈,以上为粒度作用,结合选择不同条件下的粒度。
一般NbO3,MgO,BaCO3材料适宜粒度为0.05~0.5μm
2、外加剂的作用
固相烧结中,外加剂+主晶相——固溶体促进缺陷增加。
液相烧结中,外加剂改变液相的性质,(如精度,组成等)
以上均能促进烧结 分析如下:
A、 外加剂与烧结相:离子大小,晶格类型及电价数接近时,均能形成固溶体,→促使晶相晶格畸变,缺陷增加使结构改变而促进烧结,一般形成有限固溶体比连续固溶体更能促进烧结。
外加剂离子:电价,半径 与烧结相同类相差越大,使晶格畸变就越大,促进烧结作用也欲显著。
如:Al2O3烧结:加3%Co2O3→连续固溶体→烧结温度18600C
加入1%~2%TiO2有限型烧结温度仪1600℃
B、 外加剂与烧结相形成化合物,如:Al2O3烧结为抑制二次再结晶。Mg,MgF2高温下共同形成镁铝结晶石,而包括在Al2O3,颗粒表面,抑制移动速度,而促进致密化。
C、 外加剂阻止多品转变,转变的体积变化较大,而使烧结困难,加入5%的CuO后,离子向Zry+取代,生成缺位因溶体,抑制晶形转变,促进烧成。
D、 外加剂加烧结物组分等于液相——扩散性质阻力小,流动性质速度快,故降低烧结温度和提高致密度。
E、 外加剂起扩大烧结范围的作用,加入适当外加剂扩大烧结范围,外加剂需适量,过多成不恰当的选择,阻碍烧结,如过量外加剂阻碍颗粒之间互相接触,影响性质,则影响性质,则影响传质过程,
3、 烧结温度和保持时间
晶体中晶格能越大,离子结合也越牢固,离子扩散愈困难,烧结温度也就愈高,各种晶体结合不同,烧结温度也相差愈大,各种晶体状态或添加剂不同,而相差愈大,同一物体烧结也不为定值。
但提高烧成温度也不经济,制品性能不断恶化,开始二次重结晶,机械强度降低,液相烧对中,液相量过大,粘度下降,制品变形,故烧结失去控制。
4、气氛的影响
气氛—氧化还原中性气氛,不同材料在同一气氛下烧结结果均不同
若氧化物烧结中,阳离子控制扩散,则氧化气氛下,表面聚积大量氧,使金属离子增加,有利于阳离子扩散,保进烧结。
闭气孔内,气体的原子尺寸愈小,则愈易扩散,气孔消除也愈容易。
影响因素较多,视具体情况而定。
5、成型压力影响
成型压力——保持烧结体一定的形状,强度,也促使颗粒紧密结合,使扩散阻力减少,成型压力愈大,对烧结也愈有利,但过大,使粉体超过塑性变形,发生脆性断裂。 小 结
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