在制備得到高純度氧化鋁粉末后，要加工成各種精密氧化鋁陶瓷件還需要先經(jīng)過(guò)陶瓷燒結(jié)后得到胚體，在經(jīng)過(guò)陶瓷精細(xì)機(jī)加工，得到優(yōu)質(zhì)的陶瓷產(chǎn)品，下面科眾陶瓷廠給大家介紹在獲得粉體后如何燒結(jié)高純氧化鋁陶瓷。
在獲得高純氧化鋁粉體后，將其制備成成型良好的素坯，根據(jù)產(chǎn)品要求與成本，選擇合適的燒結(jié)方法來(lái)制備高純氧化鋁陶瓷。目前，常用的燒結(jié)方法包括：常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、兩步燒結(jié)、放電等離子體燒結(jié)、微波燒結(jié)等。
a．常壓燒結(jié)(PS)
采用常壓燒結(jié)方法，高純氧化鋁陶瓷通常需要在高于1600℃下才能燒結(jié)致密，較高燒結(jié)溫度能會(huì)導(dǎo)致氧化鋁晶粒異常長(zhǎng)大，燒結(jié)體致密化程度降低，從而影響高純氧化鋁陶瓷的性能。減小粉體顆粒的平均尺寸，添加適當(dāng)?shù)奶砑觿捎锰厥獾某尚头椒ǖ韧ǔ？山档透呒冄趸X陶瓷的燒結(jié)溫度。
采用常壓燒結(jié)方法，高純氧化鋁陶瓷通常需要在高于1600℃下才能燒結(jié)致密，較高燒結(jié)溫度能會(huì)導(dǎo)致氧化鋁晶粒異常長(zhǎng)大，燒結(jié)體致密化程度降低，從而影響高純氧化鋁陶瓷的性能。減小粉體顆粒的平均尺寸，添加適當(dāng)?shù)奶砑觿捎锰厥獾某尚头椒ǖ韧ǔ？山档透呒冄趸X陶瓷的燒結(jié)溫度。
b．熱壓燒結(jié)(HPS)
熱壓燒結(jié)即在燒結(jié)過(guò)程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴(kuò)散速率增大，燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力增加，從而加快燒結(jié)過(guò)程。然而，在高壓條件下，燒結(jié)體中會(huì)出現(xiàn)垂直于壓力方向定向生長(zhǎng)的晶粒，為避免這種現(xiàn)象，可以選用熱等靜壓燒結(jié)(HIP)的方法。
熱壓燒結(jié)即在燒結(jié)過(guò)程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴(kuò)散速率增大，燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力增加，從而加快燒結(jié)過(guò)程。然而，在高壓條件下，燒結(jié)體中會(huì)出現(xiàn)垂直于壓力方向定向生長(zhǎng)的晶粒，為避免這種現(xiàn)象，可以選用熱等靜壓燒結(jié)(HIP)的方法。
95氧化鋁陶瓷罩
c．兩步燒結(jié)(TSS)
兩步燒結(jié)法即將坯體加熱到一個(gè)特定溫度T1以排除坯體中的亞臨界氣孔，然后降至一個(gè)較低溫度T2使坯體達(dá)到致密。在兩步燒結(jié)法中的低溫?zé)Y(jié)階段，由于晶界遷移比晶界擴(kuò)散所需要的活化能高，所以這一階段主要以晶界擴(kuò)散為主。因此，在兩步燒結(jié)法中的第二個(gè)階段，坯體不斷致密化，但晶粒不會(huì)生長(zhǎng)過(guò)快。
兩步燒結(jié)法即將坯體加熱到一個(gè)特定溫度T1以排除坯體中的亞臨界氣孔，然后降至一個(gè)較低溫度T2使坯體達(dá)到致密。在兩步燒結(jié)法中的低溫?zé)Y(jié)階段，由于晶界遷移比晶界擴(kuò)散所需要的活化能高，所以這一階段主要以晶界擴(kuò)散為主。因此，在兩步燒結(jié)法中的第二個(gè)階段，坯體不斷致密化，但晶粒不會(huì)生長(zhǎng)過(guò)快。
d．放電等離子體燒結(jié)(SPS)
放電等離子燒結(jié)(SPS)是將原料粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于原料粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成燒結(jié)過(guò)程。由于SPS能夠快速燒結(jié)和可在較低溫度下實(shí)現(xiàn)精細(xì)陶瓷結(jié)構(gòu)的致密化，可有效抑制晶粒的異常長(zhǎng)大，適于制備致密化程度高、晶粒尺寸細(xì)小的高純氧化鋁陶瓷。
放電等離子燒結(jié)(SPS)是將原料粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于原料粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成燒結(jié)過(guò)程。由于SPS能夠快速燒結(jié)和可在較低溫度下實(shí)現(xiàn)精細(xì)陶瓷結(jié)構(gòu)的致密化，可有效抑制晶粒的異常長(zhǎng)大，適于制備致密化程度高、晶粒尺寸細(xì)小的高純氧化鋁陶瓷。
e．微波燒結(jié)(MWS)
微波燒結(jié)是利用材料內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)與微波中的特殊波段耦合產(chǎn)生熱量對(duì)材料進(jìn)行加熱，使材料整體達(dá)到燒結(jié)溫度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)陶瓷致密化的新型燒結(jié)技術(shù)，具有升溫速率快，并抑制晶粒快速生長(zhǎng)的特點(diǎn)。微波燒結(jié)與傳統(tǒng)燒結(jié)具有相似的燒結(jié)機(jī)理，但微波燒結(jié)可在短時(shí)間內(nèi)制得晶粒尺寸良好的燒結(jié)體。微波燒結(jié)法也存在一定缺陷，即過(guò)快的升溫速率可能會(huì)導(dǎo)致某位置的晶粒異常長(zhǎng)大，使燒結(jié)體中的氣孔增多。
微波燒結(jié)是利用材料內(nèi)部的精細(xì)結(jié)構(gòu)與微波中的特殊波段耦合產(chǎn)生熱量對(duì)材料進(jìn)行加熱，使材料整體達(dá)到燒結(jié)溫度進(jìn)而實(shí)現(xiàn)陶瓷致密化的新型燒結(jié)技術(shù)，具有升溫速率快，并抑制晶粒快速生長(zhǎng)的特點(diǎn)。微波燒結(jié)與傳統(tǒng)燒結(jié)具有相似的燒結(jié)機(jī)理，但微波燒結(jié)可在短時(shí)間內(nèi)制得晶粒尺寸良好的燒結(jié)體。微波燒結(jié)法也存在一定缺陷，即過(guò)快的升溫速率可能會(huì)導(dǎo)致某位置的晶粒異常長(zhǎng)大，使燒結(jié)體中的氣孔增多。
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本文“在獲得高純氧化鋁粉體后如何燒結(jié)制備胚體？”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2019-03-18 11:43:22
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