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在获得高纯氧化铝粉体后如何烧结制备胚体?

发布时间:2021-03-29 07:59:37 询问人数:49 来源:

在制备得到高纯度氧化铝粉末后,要加工成各种精密氧化铝陶瓷件还需要先经过陶瓷烧结后得到胚体,在经过陶瓷精细机加工,得到优质的陶瓷产品,下面松阳锆业给大家介绍在获得粉体后如何烧结高纯氧化铝陶瓷。
 
在获得高纯氧化铝粉体后,将其制备成成型良好的素坯,根据产品要求与成本,选择合适的烧结方法来制备高纯氧化铝陶瓷。目前,常用的烧结方法包括:常压烧结、热压烧结、两步烧结、放电等离子体烧结、微波烧结等。
 
a.常压烧结(PS)

采用常压烧结方法,高纯氧化铝陶瓷通常需要在高于1600℃下才能烧结致密,较高烧结温度能会导致氧化铝晶粒异常长大,烧结体致密化程度降低,从而影响高纯氧化铝陶瓷的性能。减小粉体颗粒的平均尺寸,添加适当的添加剂,采用特殊的成型方法等通常可降低高纯氧化铝陶瓷的烧结温度。
 
b.热压烧结(HPS)

热压烧结即在烧结过程中施加一定的压力,压力的存在使原子扩散速率增大,烧结驱动力增加,从而加快烧结过程。然而,在高压条件下,烧结体中会出现垂直于压力方向定向生长的晶粒,为避免这种现象,可以选用热等静压烧结(HIP)的方法。

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c.两步烧结(TSS)

两步烧结法即将坯体加热到一个特定温度T1以排除坯体中的亚临界气孔,然后降至一个较低温度T2使坯体达到致密。在两步烧结法中的低温烧结阶段,由于晶界迁移比晶界扩散所需要的活化能高,所以这一阶段主要以晶界扩散为主。因此,在两步烧结法中的第二个阶段,坯体不断致密化,但晶粒不会生长过快。
 
d.放电等离子体烧结(SPS)

放电等离子烧结(SPS)是将原料粉末装入石墨等材质制成的模具内,利用上、下模冲及通电电极将特定烧结电源和压制压力施加于原料粉末,经放电活化、热塑变形和冷却完成烧结过程。由于SPS能够快速烧结和可在较低温度下实现精细陶瓷结构的致密化,可有效抑制晶粒的异常长大,适于制备致密化程度高、晶粒尺寸细小的高纯氧化铝陶瓷。
 
e.微波烧结(MWS)

微波烧结是利用材料内部的精细结构与微波中的特殊波段耦合产生热量对材料进行加热,使材料整体达到烧结温度进而实现陶瓷致密化的新型烧结技术,具有升温速率快,并抑制晶粒快速生长的特点。微波烧结与传统烧结具有相似的烧结机理,但微波烧结可在短时间内制得晶粒尺寸良好的烧结体。微波烧结法也存在一定缺陷,即过快的升温速率可能会导致某位置的晶粒异常长大,使烧结体中的气孔增多。


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