1.改善材料性能:通過燒結和晶粒生長的控制,可以改善陶瓷材料的性能、提高其致密性和強度。
2.形成多晶材料:燒結過程中,粉末材料的顆粒之間發生原子擴散,形成致密的多晶燒結體,其顯微結構由晶體、玻璃體和氣孔組成。
3.晶粒生長:燒結過程中,晶體表面的原子或分子在高溫下擴散,并產生結晶生長,包括晶核生成、晶體生長和晶界融合等過程。
4.致密化和再結晶:燒結使粉末體產生顆粒黏結,產生強度并導致致密化和再結晶的過程。
5.消除氣孔和提高強度:高溫燒結有助于消除壓實粉末中的潤滑劑,減少粉末表面的氧氣,并在顆粒之間形成燒結頸,減少氣孔,提高強度。
6.擴散結合:固態燒結也稱為擴散結合,是高溫燒結中廣泛使用的一種方法,通過原子擴散促進頸部和粘結的形成,導致致密化并形成固體塊。
7.熱壓燒結:熱壓燒結利用外加壓力和粉料的表面能促使坯體顆粒塑性流動、重排,提高致密度和機械強度。
8.真空燒結:真空燒結在低氣壓下進行,可以抑制晶粒尺寸的增長并有效地排出坯體內的氣體,得到晶粒尺寸更加均勻的產品。
9.熱等靜壓燒結(HIP):熱等靜壓燒結在高溫條件下,使燒結坯體各個方向受到均衡相等壓力,促進陶瓷材料致密化進程,制備出微觀結構均勻且幾乎不含氣孔的高性能陶瓷件。
10.氣氛燒結法:氣氛燒結多采用惰性氣體氛圍,促進原子的擴散,提高燒結體的致密度,并降低燒結溫度。
11.微波燒結:微波燒結通過微波加熱的方式進行燒結,加熱速度快,適用于一些高溫敏感的材料。
12.幾種燒結機理如表5-11所示。每種機理可以單獨進行,也可聯合發牛,使生壞致密化。(更多資訊請關注先進材料應用公眾號哦!)