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氣氛燒結
鎖定
- 中文名
- 氣氛燒結
- 外文名
- Sintering
- 燒結對象
- 透光體或非氧化物等
- 氣氛選擇
- 氫氣、氮氣、氮氣等
- 應 用
- 特種材料的製備
- 燒結方法
- 氧化氣氛燒結、中性氣氛燒結等
氣氛燒結應用範圍
(1)製備透光性陶瓷
以高壓鈉燈用氧化鋁透光燈管為例,為使燒結體具有優異的透光性,必須使燒結體中的氣孔率儘量降低,只有在真空或氫氣中燒結,氣孔內的氣體才能很快地進行擴散而消除。其它如MgO、Y2O3、BeO、ZrO3等透光陶瓷也都應採用氣氛燒結法。
(2)防止非氧化物陶瓷的氧化
氮化硅、碳化硅等非氧化物陶瓷也必須在氮及惰性氣體中進行燒結。對於在常壓下高温易於氣化的材料,可使其在稍高壓力下燒結。
(3)對易揮發成分進行氣氛控制
在陶瓷的基本成分中,如含有某種揮發性高的物質時,在燒結過程中,它將不斷向大氣擴散,從而使基質中失去準確的化學計量比。因此,如含PbO、Sb2O3等的陶瓷的燒結,為了保持必要的成分比,除在配方中適當加重易揮發成分外,還應注意燒成時的氣氛保護。方法可用耐火坩堝蓋燒,含PbO量高的氣氛板夾燒,以及在爐中放PbO粉料等。
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氣氛燒結方法
按照氣氛性質的不同,氣氛燒結技術可以分為:氧化氣氛燒結、還原氣氛燒結、中性氣氛燒結等。以上三種氣氛可分別通氧(O2能夠降低氣氛中N2的相對濃度,從而有利於材料中N2逸出)、通氫(H2有利於維持還原氣氛)、通氮(N2有利於維持中性氣氛)。
還有一種典型的氣氛燒結法是控制揮發氣氛燒結法。在無機非金屬原料中,有許多化合物(例如PbO,SnO2,CdO)具有較高的蒸氣分壓,這就意味着這些化合物在較低温度下就會大量揮發。含有這種化合物的原料,其揮發份較高,所以不能保證配料時的設計組分配比,材料也不易燒結。但是,如果將含有這類化合物的材料密閉在一個容器內,加熱時揮發份將在固定空間內氣化而形成揮發氣氛,當揮發份濃度達到平衡蒸氣分壓後便會停止揮發(温度越高,平衡蒸氣壓就越大)。但是,如果密閉容器漏氣或者容器壁與揮發物發生化學反應,這時容器內的揮發份蒸氣分壓將會下降,,原來的平衡就被破壞於是揮發份將繼續揮發至新的平衡狀態。
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氣氛燒結温度
對於温度的主要要求是,在液相燒結過程中能夠保證生成液相。使用高於液相形成的温度可以提高材料原子的擴散速率、濕潤性和固相在液相中的溶解度,降低液相的黏度和增加液相的數量。在較高的温度下,界面的偏析也比較低。在持續液相燒結中,所有這些因素都有助於提高緻密化的速度。為了達到最佳致密化和使顯微組織的粗化程度降低到最低,在實踐中需要將温度和時間結合起來進行考慮。當燒結温度提高時,由於材料原子的擴散速率提高和液相數量增加,其最佳燒結時間可以縮短。
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