第5章 陶瓷材料的烧结经典ppt课件.ppt

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1、陶瓷材料工艺学之第五章陶瓷材料的烧结陶瓷材料工艺学的主线陶瓷原料原料加工配料计算坯体成型陶瓷烧结陶瓷修饰坯体成型的内容回顾1、注浆成型4、其它成型方法3、干压成型2、可塑成型造粒成型、流延成型、轧膜成型和注射成型。坯料含水量：18~26%科研实验研究常用的方法，设备简单。坯料含水量：6~8%纸带成型、滚压成型、印刷成型、喷涂成型和爆炸成型等。常压注浆成型、加压注浆成型。坯料含水量：30~40%傣族慢轮制陶技艺是什么成型方法？陶瓷材料工艺学的主线陶瓷原料原料加工配料计算坯体成型陶瓷烧结陶瓷修饰陶瓷材料工艺学之第五章陶瓷材料的烧结本章学习的主要内容和

2、要求5.1概述（了解烧结的过程与分类）5.2烧结参数及其对烧结性能的影响（掌握，是重点）5.3固相烧结过程及机理（了解）5.4液相烧结过程与机理（了解）5.5特色烧结方法（理解特色烧结方法的原理））5.6烧结设备（掌握常见烧结设备的使用，是难点）5.7最佳烧成制度的确定（掌握确定的方法，是重点）本次课学习的主要内容5.1概述（了解烧结的过程与分类）5.2烧结参数及其对烧结性能的影响（掌握）裴李岗文化时期（约8000年）商代（约3700年）秦代（约2200年）汉代（约1800年）唐代（约1200年）宋代（约1000年）元代（约700年）明清代《世博

3、和鼎》世博会纪念品瓷器的作用-征服世界的经济工具西方学者汉斯.布罗埃尔（1972年）在其著作中说：“中国凭借着在丝绸、瓷器等方面无与匹敌的制造业和出口，与任何国家贸易都是顺差”。中外学术界公认明代中国已具有占全球财富总量的1/3的经济实力。第五章陶瓷材料的烧结5.1概述烧结（sintering）：是一种利用热能使粉末坯体致密化的技术。其具体的定义是指多孔状陶瓷坯体在高温条件下，表面积减小、孔隙率降低、机械性能提高的致密化过程。烧结的方法：普通热烧结电炉热压烧结等离子体烧结微波烧结自蔓延烧结5.2烧结参数及其对烧结性影响5.2.1烧结类型液相烧结:

4、固相烧结:烧结过程有液相存在的烧结。坯体在固态情况下达到致密化的烧结过程。烧结过程示意相图BA固相烧结液相烧结组分温度x1T1T2T3过渡液相烧结(a)固相烧结和(b)液相烧结样品显微结构5.2.2烧结驱动力烧结的驱动力就是总界面能的减少。粉末坯体的总界面能可表示为γA（γ为界面能，A为总的比表面积）。那么总界面能的减少为：其中，界面能的变化（Δγ）是因为样品的致密化，比表面积的变化是由于晶粒的长大。对于固相烧结，Δγ主要是固/固界面取代固/气界面。在烧结驱动力的作用下烧结过程中的基本现象5.2.3烧结参数材料参数粉体形貌，粒度，粒度分布，团聚，

5、混合均匀性等化学特性化学组分，纯度，非化学计量性，绝对均匀性等工艺参数烧结温度，时间，压力，气氛，升温和降温速率等5.2.4烧结参数对烧结样品性能的影响一、材料参数对烧结的影响（1）颗粒尺寸对烧结的影响在一定温度下，半径为r1的一列球形颗粒所需要的烧结时间为t1，半径为r2的另一列排列相同的球形颗粒烧结时间为t2，则：如果颗粒尺寸从1m减小到0.01m，则烧结时间降低106到108数量级。同时，小的颗粒尺寸可以使烧结体的密度提高，可降低烧结温度、减少烧结时间。（2）粉体结块和团聚对烧结的影响结块：是指一小部分质量的颗粒通过表面力和/或固体桥接

6、作用结合在一起；团聚：是指颗粒经过牢固结合和/或严重反应形成的粗大颗粒。结块和团聚形成的粗大颗粒都是通过表面力结合。细小颗粒在液体和固体介质中承受吸引力和排斥力形成结块和团聚体示意图（3）颗粒形状对烧结的影响颗粒形状和液相体积含量对颗粒之间作用力的影响只有在大量液相存在的情况下，才能使这些具有一定棱角形状的陶瓷粉体之间形成较高的结合强度。（4）颗粒尺寸分布对烧结的影响颗粒尺寸分布对最终烧结样品密度的影响可以通过分析有关的动力学过程来研究，即分析由不同尺寸分布的坯体内部，在烧结过程中“拉出气孔”（poredrag）和晶粒生长驱动力之间力的平衡作用。

7、结论：较小的颗粒尺寸分布范围是获取烧结高致密度的必要条件。（4）颗粒尺寸分布影响陶瓷材料烧结的材料参数:（1）颗粒尺寸大小（2）粉体结块和团聚（3）颗粒形状本节小结1、烧结的定义和烧结的方法3、烧结的驱动力2、烧结的类型4、烧结参数及其对产品性能的影响颗粒尺寸大小粉体结块和团聚颗粒形状颗粒尺寸分布材料参数本节思考题2、烧结材料参数是如何影响陶瓷产品性能的？1、在陶瓷烧结过程中，原料颗粒尺寸愈小愈好对否？二、影响陶瓷材料烧结的工艺参数（1）烧成温度对产品性能的影响烧成温度：是指陶瓷坯体烧成时获得最优性质时的相应温度，即操作时的止火温度。（a）124

8、0℃（b）1280℃组成为Pb0.95Sr0.05(Zr0.58Ti0.47)+GeO20.5%1―介电强度；2―抗折强度烧成温度对压电