四川轻化工大学（四川理工学院）：《材料工程基础》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 陶瓷的烧结原理及工艺

第七章陶瓷的烧结原理及工艺 第一节陶瓷的烧结理论 第二节陶瓷的烧结方法 第三节陶瓷烧结后的处理

第一节 陶瓷的烧结理论 第二节 陶瓷的烧结方法 第三节 陶瓷烧结后的处理 第七章 陶瓷的烧结原理及工艺

第一节陶瓷的烧结理论 概述 定义: 烧结是指高温条件下,坯体表面积减小,孔隙率降 低、机械性能提高的致密化过程。 烧结驱动力: 粉体的表面能降低和系统自由能降低

第一节 陶瓷的烧结理论 ❑ 概 述 ➢ 定 义： 烧结是指高温条件下，坯体表面积减小，孔隙率降 低、机械性能提高的致密化过程。 ➢ 烧结驱动力： 粉体的表面能降低和系统自由能降低

烧结的主要阶段 1)烧结前期阶段(坯体入炉—90%致密化) ①粘结剂等的脱除:如石蜡在250~400℃全部汽化 挥发。 ②随着烧结温度升高,原子扩散加剧,孔隙缩小, 颗粒间由点接触转变为面接触,孔隙缩小,连通孔 隙变得封闭,并孤立分布。 ③小颗粒间率先出现晶界,晶界移动,晶粒长大

➢ 烧结的主要阶段： 1）烧结前期阶段（坯体入炉——90％致密化） ① 粘结剂等的脱除：如石蜡在250～400℃全部汽化 挥发。 ② 随着烧结温度升高，原子扩散加剧，孔隙缩小， 颗粒间由点接触转变为面接触，孔隙缩小，连通孔 隙变得封闭，并孤立分布。 ③ 小颗粒间率先出现晶界，晶界移动，晶粒长大

2)烧结后期阶段 ①孔隙的消除:晶界上的物质不断扩散到孔隙处, 使孔隙逐渐消除。 ②晶粒长大:晶界移动,晶粒长大。 烧结的分类 固相烧结(只有固相传质) 烧结〈液相烧结(出现液相) 气相烧结(蒸汽压较高)

2）烧结后期阶段 ① 孔隙的消除：晶界上的物质不断扩散到孔隙处， 使孔隙逐渐消除。 ② 晶粒长大：晶界移动，晶粒长大。 ➢ 烧结的分类： 固相烧结（只有固相传质） 液相烧结（出现液相） 气相烧结（蒸汽压较高） 烧 结

口烧结过程的物质传递 气相传质(蒸发与凝聚为主) 烧结过程 中的物质〈固相传质(扩散为主) 传递 液相传质(溶解和沉淀为主)

❑ 烧结过程的物质传递 气相传质（蒸发与凝聚为主） 固相传质（扩散为主） 液相传质（溶解和沉淀为主） 烧结过程 中的物质 传递

口影响烧结的因素 原料粉末的粒度 烧结温度 影响因素 烧结时间 烧结气氛

❑ 影响烧结的因素 原料粉末的粒度 烧结温度 烧结时间 烧结气氛 影响因素

第二节陶瓷的烧结方法 烧结分类 常压烧结 按压力分类 压力烧结 普通烧结 按气氛分类{氢气烧结 真空烧结

第二节 陶瓷的烧结方法 ❑ 烧结分类 常压烧结 压力烧结 按压力分类 普通烧结 氢气烧结 真空烧结 按气氛分类

固相烧结 液相烧结 按反应分类〈气相烧结 活化烧结 反应烧结

固相烧结 液相烧结 气相烧结 活化烧结 反应烧结 按反应分类

口常见的烧结方法 普通烧结 传统陶瓷在隧道窑中进行烧结,特种陶瓷大都在电 窑中进行烧结。 热压烧结 热压烧结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

❑ 常见的烧结方法 传统陶瓷在隧道窑中进行烧结，特种陶瓷大都在电 窑中进行烧结。 ➢ 普通烧结 ➢ 热压烧结 热压烧结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

热等静压烧结 将粉体压坯或装入包套的粉体放入高压容器中,在 高温和均衡的气体压力作用下,烧结成致密的陶瓷体。 真空烧结 将粉体压坯放入到真空炉中进行烧结。真空烧结有 利于粘结剂的脱除和坯体内气体的排除,有利于实现高 致密化

将粉体压坯或装入包套的粉体放入高压容器中，在 高温和均衡的气体压力作用下，烧结成致密的陶瓷体。 ➢ 热等静压烧结 ➢ 真空烧结 将粉体压坯放入到真空炉中进行烧结。真空烧结有 利于粘结剂的脱除和坯体内气体的排除，有利于实现高 致密化