新型真空燒結(jié)方法 真空爐廠家為您支招
2024-07-03
真空熱壓燒結(jié)
熱壓燒結(jié)在傳統(tǒng)燒結(jié)方法的基礎(chǔ)上對(duì)坯體施加軸向壓力,使陶瓷在燒結(jié)過程中獲得附加的機(jī)械能,促進(jìn)燒結(jié)致密化過程。燒結(jié)過程中的外加應(yīng)力促使晶粒發(fā)生蠕變,使陶瓷在較短的時(shí)間內(nèi)獲得較高的致密度。但外加應(yīng)力使燒結(jié)過程中晶粒間的相互作用增大,小晶粒容易聚集、融合成大晶粒,燒結(jié)體的晶粒尺寸較大。
真空高壓燒結(jié)
普通熱壓燒結(jié)往往只能提供幾十MPa的壓力,不能有效降低燒結(jié)溫度、排出氣體和抑制晶粒長大,于是高壓燒結(jié)應(yīng)運(yùn)而生。高壓燒結(jié)多采用機(jī)械多向加壓,可使陶瓷在1GPa以上的壓力下燒結(jié),因此可以在較低的溫度和較短的保溫時(shí)間下獲得高致密的陶瓷,但由于壓力過大,對(duì)設(shè)備要求較高,因此其應(yīng)用受到一定的限制。
微波燒結(jié)
具有能源利用率高、無污染、整體升溫迅速、燒結(jié)溫度低、材料微觀結(jié)構(gòu)均勻等優(yōu)點(diǎn)。微波整體加熱方式可使陶瓷體快速達(dá)到燒結(jié)溫度,微波輻射使晶粒以電磁波頻率振動(dòng),粒子的高速運(yùn)動(dòng)以及在高速運(yùn)動(dòng)和相互碰撞中產(chǎn)生的熱量,共同促進(jìn)了陶瓷材料的燒結(jié),顯著提高燒結(jié)效率。
放電等離子燒結(jié)
放電等離子燒結(jié)具有熱壓燒結(jié)的特點(diǎn),同時(shí)引入了電場的作用。因此燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力不僅來源于高溫和外界機(jī)械力,還有電場和晶間等離子體的作用,因此可以大大促進(jìn)燒結(jié)。采用此方法不僅可以有效降低燒結(jié)溫度,顯著縮短燒結(jié)時(shí)間,還可以減小燒結(jié)體中的晶粒尺寸。
激光燒結(jié)
高能激光束掃描樣品時(shí),照射區(qū)域能很快達(dá)到很高的溫度并局部產(chǎn)生液相,達(dá)到液相燒結(jié)的效果,因此燒結(jié)過程可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成。但是,激光束在樣品上只能達(dá)到一定的深度,且燒結(jié)過程中溫度升降很快,會(huì)導(dǎo)致陶瓷體內(nèi)外燒結(jié)效果不均勻,無法消除應(yīng)力,從而產(chǎn)生致密度較低、晶粒尺寸較大、缺陷多等問題。為了解決此類問題,可采用低能量激光對(duì)漿料涂層逐層掃描,制備預(yù)燒結(jié)體,再經(jīng)高溫煅燒,即可得到高性能陶瓷。
傳統(tǒng)工藝要求燒結(jié)溫度高、保溫時(shí)間長,難以達(dá)到燒結(jié)致密化,但它對(duì)燒結(jié)樣品無選擇性,具有無可比擬的優(yōu)勢。
真空熱壓燒結(jié)、真空高壓燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)利用外界壓力和放電局部高溫的作用實(shí)現(xiàn)致密化燒結(jié),同時(shí)大大縮短了燒結(jié)時(shí)間、降低了燒結(jié)溫度,但這些方法需要外界機(jī)械壓力,僅需外界機(jī)械壓力便可燒結(jié)形狀簡單的陶瓷。
微波燒結(jié)不僅燒結(jié)效率高,而且可以燒結(jié)形狀復(fù)雜的陶瓷材料。雖然幾乎所有的陶瓷材料都可以通過加入微波介質(zhì)進(jìn)行燒結(jié),但是復(fù)雜的工藝和設(shè)備限制嚴(yán)重制約了微波燒結(jié)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。
激光燒結(jié)作為一種新興的燒結(jié)工藝尚不成熟,如何穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)燒結(jié)致密化、致密化的同時(shí)如何抑制晶粒長大等問題需要進(jìn)一步探索。
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