第九章陶瓷的烧结原理与工艺

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北京航空航天大学材料科学与工程学院材料工程基础课件,老师：蒋成保

第九章陶瓷的烧结原理与工艺

北京航空航天大学材料科学与工程学院材料工程基础课件,老师：蒋成保

一、烧结原理

烧结原理影响因素烧结方法

普通烧结热压烧结气氛烧结反应烧结液相烧结其它方法

烧结：通常指在高温下，粉粒复合体（坯体） 1.烧结：通常指在高温下，粉粒复合体（坯体）面积减气孔率降低、致密度提高、少、气孔率降低、致密度提高、颗粒间接触面积加大、机械强度提高的过程。（1/2～3/4倍加大、机械强度提高的过程。（1/2～3/4倍）。（1/2

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烧结现象：烧结现象：

烧结原理影响因素烧结方法

普通烧结热压烧结气氛烧结反应烧结液相烧结其它方法

宏观上：体积收缩，致密度提高，强度增加。宏观上：体积收缩，致密度提高，强度增加。微观上：气孔形状改变，晶体长大，成份变化（掺杂元素）。微观上：气孔形状改变，晶体长大，成份变化（掺杂元素）。表征：收缩率、气孔率、相对密度。表征：收缩率、气孔率、相对密度。

烧结温度：烧结温度： 0.5～0.7 Tm。

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2.驱动力：驱动力：驱动力是表面能降低和系统自由能降低的过程。是表面能降低和系统自由能降低的过程。烧结原理影响因素烧结方法

普通烧结热压烧结气氛烧结反应烧结液相烧结其它方法

3.烧结过程中的物质传递：烧结过程中的物质传递：烧结过程中的物质传递蒸发与凝聚（气相烧结） ① 蒸发与凝聚（气相烧结）画图表示

2υ M 1 g ） P＝Poexp（＝（ ρ RT r

蒸气压高，蒸发；当为凸面时，r为正，P>Po，蒸气压高，蒸发；当为凸面时，为正，为正为凹面时，为负为负，蒸气压低，为凹面时，r为负，P<Po，蒸气压低，沉淀。扩散、固相烧结） ② 扩散、流动（固相烧结）除气相扩散外，还包括表面扩散、除气相扩散外，还包括表面扩散、晶格扩散和晶界扩散。散和晶界扩散。

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溶解与沉淀机理（液相烧结） ③ 溶解与沉淀机理（液相烧结）烧结原理影响因素烧结方法

普通烧结热压烧结气氛烧结反应烧结液相烧结其它方法

由于加入掺杂相，产生液相。由于加入掺杂相，产生液相。在毛细管力的作用下，颗粒间相互靠近，管力的作用下，颗粒间相互靠近，小颗粒溶解，大颗粒表面沉淀长大。传质容易，溶解，大颗粒表面沉淀长大。传质容易，烧结速度快。烧结速度快。

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二、影响烧结的因素

烧结原理影响因素烧结方法

普通烧结热压烧结气氛烧结反应烧结液相烧结其它方法

烧结温度、时间和颗粒的大小；烧结温度、时间和颗粒的大小；添加剂：促进烧结；添加剂：促进烧结；阻滞剂：阻碍晶粒长大，控制烧结速度；阻滞剂：阻碍晶粒长大，控制烧结速度

北京航空航天大学材料科学与工程学院材料工程基础课件,老师：蒋成保

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