《先进陶瓷材料及进展》第2章陶瓷的制备工艺课件.ppt

文档介绍：其次章　陶瓷的制备工艺
教学基本要求
了解陶瓷的基本制备工艺。
驾驭传统陶瓷的制备工艺。
驾驭先进陶瓷的制备工艺。
教学基本要求 其次章 陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
其次阶段的干燥主要是解除颗粒间隔中的水分，其特点是干燥速度呈现下降趋势，坯体在接着收缩时已出现气孔，由于水分的输送主要通过毛细管进行，干燥时水分在坯体内蒸发，水蒸气要克服较大的扩散阻力才能进入四周空气中，而且微细的毛细管中的蒸气压也较低。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
这些因素都使得干燥速度下降。实际中，干燥只进行到其次阶段即结束，此时坯体已具有确定的机械强度，可以被运输及修坯和施釉等。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
第三阶段主要是解除毛细孔中残余的水分及坯体原料中的结合水，这须要接受较高的干燥温度，仅靠延长干燥时间是不够的。
四 烧结或烧成
坯体经过成型及干燥过程后，颗粒间只有很小的附着力，因而强度相当低，要使颗粒间相互结合以获得较高的强度，通常是使坯体经确定高温烧成。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
在烧成过程中往往包含多种物理变更、化学变更和物理化学变更。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
伴随烧结发生的主要变更是颗粒间接触界面扩大并渐渐形成晶界；气孔从连通渐渐变成孤立状态并缩小，最终大部分甚至全部从坯体中解除，使成型体的致密度和强度增加，成为具有确定性能和几何外形的整体。
烧结可发生在固体之间，也可在液相参与下进行。前者称为固相烧结，后者称为液相烧结。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
在烧结过程中可能会包含有某些化学反应的作用，但烧结并不依靠化学反应的发生。它可以在不发生任何化学反应的状况下，简洁地将固体粉料进行加热转变成坚实的致密烧结体，如氧化物陶瓷和粉末冶金制品的烧结就是如此，这是烧结区分于固相反应的一个重要方面。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
烧结过程可以用图2-1来说明。
（a）表示烧结前成型体中颗粒的积累状况。
（a）→（b）表明随烧结温度提高和时间的延长，起先产生颗粒间的键合和重排过程。
（b）→（c）阶段起先有明显传质过程。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
（c）→（d）表明，随着传质接着，颗粒界面进一步发育长大，气孔渐渐缩小和变形，最终转变成孤立闭气孔。同时，颗粒粒界起先移动，粒子长大，气孔渐渐迁移到粒界上消逝，烧结体致密度增高，如图（d）所示。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
（a ） (b) (c) (d)
图 粉状成型体的烧结过程示意图
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
烧结过程可分为初期、中期、后期三阶段。
烧结初期使成型体中颗粒重排，空隙变形缩小，但总表面积没有减小，并不能最终填满空隙。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
烧烧结中、后期可最终解除气体，使孔隙消逝，得到充分致密的烧结体。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
烧结方法有多种，除粉末在室温下加压成型后再进行烧结的传统方法外，还有热等静压、水热烧结、热挤压烧结、电火花烧结、爆炸烧结、等离子体烧结、自扩散高温合成等方法。这些方法各有优缺点。
陶瓷的基本制备工艺 其次章 陶瓷的制备工艺
一 陶瓷原料
长石。长石是一种碱金属（K、Na）或碱土金属（Ca、Ba）的无水铝硅酸盐。长石的主要类型有4种，见表2-1。各类长石理论组成、相对密度、莫氏硬度、理论熔点以及外观