陶瓷烧结 方法44页.ppt

2019/9/)热压烧结2)热等静压3)放电等离子体烧结4)微波烧结5)反应烧结6)爆炸烧结2019/9/(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。热压技术已有70年历史,最早用于碳化钨和钨粉致密件的制备。现在已广泛应用于陶瓷、粉末冶金和复合材料的生产。2019/9/4一、热压烧结的优点(1)所需的成型压力仅为冷压法的1/10(2)降低烧结温度和缩短烧结时间,抑制了晶粒的长大。(3)易得到具有良好机械性能、电学性能的产品。(4)能生产形状较复杂、尺寸较精确的产品。热压法的缺点是生产率低、成本高。2019/9/4二、热压装置和模具(a)电阻间热式;(b)感应间热式;(c)电阻直热式;(d)感应直热式2019/9/4三、热压烧结的驱动力在热压烧结的初始阶段,假设所有粉体都是规则的球形颗粒立方堆积在一起,则作用在颗粒接触面积上的有效压力为:其中,a为颗粒半径,x为颈部半径,r为颈部曲率半径。在烧结的最终阶段,假设坯体中的气孔成均匀分布状况,则作用在颗粒接触面积上的有效压力为:其中ρ为坯体的相对密度。rPPsappl??2.*2??rPxaPsappl????.2*14rPPsappl??2.*2??2019/9/4四、热压烧结的致密化过程(1)微流动阶段(2)塑性流动阶段(3)扩散阶段2019/9/4五、热压烧结机理(1)塑性变形机理????????????11ln32*2YP????其中σY为烧结材料的屈服应力。(2)蠕变机理??nPaxgeofdtd?????????0*,????其中,,σ0和n是和烧结材料有关的参数,其中n取值在3-8之间,f(ρ,geo)为烧结体致密度和颗粒几何形状的函数。,0??2019/9/4(3)扩散机理晶格扩散:2*1RTaPVDtdtdml???晶界扩散:3*RTaPVDdtdmbb???颗粒尺寸对扩散机理作用的致密化速率的影响如下:2019/9/(HotIsostaticPressing,简写为HIP)是将粉末压坯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。其基本原理是:以气体作为压力介质,使材料(粉料、坯体或烧结体)在加热过程中经受各向均衡的压力,借助高温和高压的共同作用促进材料的致密化。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***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。2019/9/4(1)陶瓷材料的致密化可以在比无压烧结或热压烧结低得多的温度下完成,可以有效地抑制材料在高温下发生很多不利的发应或变化;(2)能够在减少甚至无烧结添加剂的条件下,制备出微观结构均匀且几乎不含气孔的致密陶瓷烧结体;(3)可以减少乃至消除烧结体中的剩余气孔,愈合表面裂纹,从而提高陶瓷材料的密度、强度;(4)能够精确控制产品的尺寸与形状,而不必使用费用高的金刚石切割加工,理想条件下产品无形状改变。一、热等静压的优点