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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工业陶瓷。这样可在相对较低的温度下制得高纯氧化铝工业陶瓷。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。下面科众陶瓷为大家讲解下高纯氧化铝工业陶瓷制备。
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。
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,可有效控制晶粒的异常长大,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,并控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。