陕西科技大学：《无机材料物理化学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第九章 烧结 Sintering

烧结 九章 Sintering

第九 烧 章 结 Sintering

化学组成、矿物组成 材料性质<结构 晶粒尺寸分布 改变 显微结构气孔尺寸分布 晶界体积分数 烧结 目的:粉状物料变成致密体 用 陶瓷、耐火材料、粉沫冶金、超高温材料. 现代无机材料 如:功能瓷:热、声、光、电、磁、生物特性。 结构瓷:耐磨、弯曲、湿度、韧性

烧结 材料性质  结构 化学组成、矿物组成 显微结构 晶粒尺寸分布 气孔尺寸分布 晶界体积分数 改变 目的：粉状物料变成致密体。 陶瓷、耐火材料、粉沫冶金、超高温材料…… 现代无机材料 如：功能瓷：热、声、光、电、磁、生物特性。 结构瓷：耐磨、弯曲、湿度、韧性…… 应用

如何改变材料性质: 1、a=f(G2) G↓→强度个 晶粒尺寸 断裂强度 2、气孔→强度(应力集中点) 透明度(散射); 铁电性和磁性

如何改变材料性质： 1、 f(G ) 2 - 1 ＝ 断裂强度 晶粒尺寸 G   强度 2、气孔  强度(应力集中点)； 透明度(散射)； 铁电性和磁性

主要内容 烧结推动力及模型 2、固相烧结和液相烧结过程中的四种基本传质 产生的原因、条件、特点和动力学方程。 3、烧结过程中晶粒生长与二次再结晶的控制。 4、影响烧结的因素

主要内容 1、烧结推动力及模型 2、固相烧结和液相烧结过程中的四种基本传质 产生的原因、条件、特点和动力学方程。 3、烧结过程中晶粒生长与二次再结晶的控制。 4、影响烧结的因素

§8-1概述 收缩 收缩 说明: 收缩 无气孔的 a:颗粒聚焦 多晶体 b:开口堆积体中颗 粒中心逼近 c:封闭堆积体中颗 烧结现象示意图 粒中心逼近

收缩 a 收缩 b 收缩 无气孔的 多晶体 c 说明： a: 颗粒聚焦 b: 开口堆积体中颗 粒中心逼近 c: 封闭堆积体中颗 粒中心逼近 烧结现象示意图 §8－1 概述

烧结过程中性质的变化 广 温度 图9-2烧结温度对气孔率(1),密度(2), 电阻(3),强度(4),晶粒尺寸(5)的 影响

烧结过程中性质的变化：

烧结的定义 物理性质变化:、气孔率↓、强度↑、 致密度↑ 定义1: 缺点:只描述宏观变化,未揭示本质。 定义2: 衡量烧结的指标: 收缩率、气孔率、吸水率、实际密度/理论密度

一、烧结的定义 物理性质变化：V  、气孔率 、强度 、 致密度…… 定义1： 缺点：只描述宏观变化，未揭示本质。 定义2： 衡量烧结的指标： 收缩率、气孔率、吸水率、实际密度/理论密度

与烧结有关的一些概念 烧结与烧成 烧成 烧结: 2、烧结与熔融 3、烧结与固相反应 烧结: 相同点: 熔融: 不同点:

二、与烧结有关的一些概念 1、烧结与烧成 烧成： 烧结： 2、烧结与熔融 烧结： 熔融 ： 3、烧结与固相反应 相同点： 不同点：

、烧结过程推动力 粉状物料的表面能>多晶烧结体的晶界能 烧结能否自发进行? lm材料烧结△G1/g a-石英→B△Gψ200卡/mol 般化学反应△G↓几万卡/ml 结论:由于烧结推动力与相变和化学反应的能量相比, 很小,因而不能自发进行,必须加热!!

三、烧结过程推动力 粉状物料的表面能 > 多晶烧结体的晶界能 * 烧结能否自发进行？ G mol m / - G 200 /mol 1 G 1 /g 一般化学反应 几万卡 石英 卡 材料烧结 卡   →        结论：由于烧结推动力与相变和化学反应的能量相比， 很小，因而不能自发进行，必须加热!!

烧结难易程度的判断: YGB y晶界能 Ysy SV 表面能 愈小愈易烧结,反之难烧结。 例: AL2O3:两者差别较大,易烧结; 共价化合物如Si3N4、SiC、AIN难烧结

SV GB   表面能 晶界能  SV  GB 例： Al2O3 : 两者差别较大，易烧结； 共价化合物如Si3N4、SiC、AlN 难烧结。 *烧结难易程度的判断： 愈小愈易烧结，反之难烧结