扫描电子显微镜在可加工陶瓷材料研究中的应用

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。扫描电子显微镜在可加工陶瓷材料研究中的应用　　摘要：简要介绍扫描电子显微镜的工作原理，利用扫描电子显微镜对可加工陶瓷材料在升温过程和保温过程中的组织形貌变化进行分析，研究氟金云母加入量、成型压力和烧结温度对烧结样品性能的影响。　　关键词：扫描电子显微镜；可加工陶瓷；应用　　中图分类号：TH74；TB332文献标志码：A文章编号：1671-7953(XX)02-006

2、2-03　　　　随着科学技术的发展和陶瓷材料应用的扩大，对陶瓷材料提出了更加苛刻的要求，利用扫描电子显微镜对可加工陶瓷材料表面形貌的进行分析，研发具有较高力学性能的可加工陶瓷材料便显得尤为紧迫。　　　　1扫描电子显微镜的工作原理　　　　由电子枪发射并经过聚集的电子束在样品表面进行扫描，激发样品产生各种物理信号，其强度随样品表面特征而变。于是样品表面不同的特征，按顺序、成比例地被转换为视频信号，然后检测某种物理信号，并经过视频放大和信号处理，用来同步地调制阴极线管电子束强度［1］。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不

3、仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　　　2可加工陶瓷的定义　　　　可加工陶瓷是指使用传统的加工机械和刀具能够进行一般的车、铣、钻、刨、磨、攻丝等加工的陶瓷材料，加工精度可达10μm左右［2］。　　　　3材料制备　　　　将云母粉和玻璃粉按不同比例在球磨机中使其均匀混合4h，然后

4、加入适量6%聚乙烯醇水溶液作粘结剂，在钢模中以不同的压力在WE-300型液压式万能试验机上单向压制成尺寸分别为Ф20mm×20mm的大试样和Ф15mm×15mm的小试样以及40mm×6mm×9mm的条状试样。压制好的素坯在电炉中经600℃保温2h烘去粘结剂，接下来在不同温度下进行烧结成型，得到氟闪石可加工玻璃陶瓷试样。　　　　4实验结果与分析　　　　采用JSM-6360LV型扫描电子显微镜观察烧结后样品的组织形貌。将烧制好的样品压碎，选出表面比较平滑的断口，在IB•3IONCOATER离子镀膜机表面喷金后进行形貌观察。为了充分发挥“教学点数

5、字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　图4-1是利用扫描电子显微镜观察合成的氟金云母晶体以及在800℃烧结之后得到的样品的组织形貌图，可以看到，氟金云母晶体是呈层片状的，而在800℃烧结后样品中玻璃粉虽然还保持颗粒状，但有部分颗粒已发生熔

6、化连接，表明在800℃下已开始烧结，然而这时氟金云母和玻璃粉末之间还未发生反应。　　　　也就是说，样品在820℃×2h烧结后，层片状的氟金云母晶体转变成了杆状的晶体，而且可以分析出杆状晶体即氟闪石晶体。这些晶体大部分埋在玻璃中，通过玻璃结合在一起，见图4-2(a)。大部分孔洞中充满了大量的相互交织的氟闪石晶体，呈随机多向分布，如图4-2(b)所示，孔洞的出现是因为反应生成的这些纵横交错的氟闪石晶体在烧结时阻碍了熔融玻璃体的流动，使之不能完全填满氟闪石晶体间的空隙。　　图4-3所示是氟金云母加入量为35%，成型压力为200MPa的样品在不同的

7、烧结温度下保温2h后的组织形貌图。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　从图4-3中可以看到，在820℃×2h烧结后，已经有氟闪石晶体析出，此时杆大部分较细较长，温度升高之后，在相同的保温时间下，杆状晶体的直径随着温

8、度的升高而增大，特别是在1000℃×2h后，氟闪石晶体大部分直径已经很大。在不同的烧结温度下，玻璃陶瓷的基体组织都是由玻璃相、杆状氟闪石晶体和少量的孔洞组成，随着烧结温度的升高，