在制備得到高純度氧化鋁粉末后，要加工成各種精密氧化鋁陶瓷件還需要先經(jīng)過陶瓷燒結(jié)后得到胚體，在經(jīng)過陶瓷精細機加工，得到優(yōu)質(zhì)的陶瓷產(chǎn)品，下面科眾陶瓷廠給大家介紹在獲得粉體后如何燒結(jié)高純氧化鋁陶瓷。
在獲得高純氧化鋁粉體后，將其制備成成型良好的素坯，根據(jù)產(chǎn)品要求與成本，選擇合適的燒結(jié)方法來制備高純氧化鋁陶瓷。目前，常用的燒結(jié)方法包括：常壓燒結(jié)、熱壓燒結(jié)、兩步燒結(jié)、放電等離子體燒結(jié)、微波燒結(jié)等。
a．常壓燒結(jié)(PS)
采用常壓燒結(jié)方法，高純氧化鋁陶瓷通常需要在高于1600℃下才能燒結(jié)致密，較高燒結(jié)溫度能會導(dǎo)致氧化鋁晶粒異常長大，燒結(jié)體致密化程度降低，從而影響高純氧化鋁陶瓷的性能。減小粉體顆粒的平均尺寸，添加適當?shù)奶砑觿?，采用特殊的成型方法等通常可降低高純氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度。
采用常壓燒結(jié)方法，高純氧化鋁陶瓷通常需要在高于1600℃下才能燒結(jié)致密，較高燒結(jié)溫度能會導(dǎo)致氧化鋁晶粒異常長大，燒結(jié)體致密化程度降低，從而影響高純氧化鋁陶瓷的性能。減小粉體顆粒的平均尺寸，添加適當?shù)奶砑觿?，采用特殊的成型方法等通常可降低高純氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度。
b．熱壓燒結(jié)(HPS)
熱壓燒結(jié)即在燒結(jié)過程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴散速率增大，燒結(jié)驅(qū)動力增加，從而加快燒結(jié)過程。然而，在高壓條件下，燒結(jié)體中會出現(xiàn)垂直于壓力方向定向生長的晶粒，為避免這種現(xiàn)象，可以選用熱等靜壓燒結(jié)(HIP)的方法。
熱壓燒結(jié)即在燒結(jié)過程中施加一定的壓力，壓力的存在使原子擴散速率增大，燒結(jié)驅(qū)動力增加，從而加快燒結(jié)過程。然而，在高壓條件下，燒結(jié)體中會出現(xiàn)垂直于壓力方向定向生長的晶粒，為避免這種現(xiàn)象，可以選用熱等靜壓燒結(jié)(HIP)的方法。
95氧化鋁陶瓷罩
c．兩步燒結(jié)(TSS)
兩步燒結(jié)法即將坯體加熱到一個特定溫度T1以排除坯體中的亞臨界氣孔，然后降至一個較低溫度T2使坯體達到致密。在兩步燒結(jié)法中的低溫?zé)Y(jié)階段，由于晶界遷移比晶界擴散所需要的活化能高，所以這一階段主要以晶界擴散為主。因此，在兩步燒結(jié)法中的第二個階段，坯體不斷致密化，但晶粒不會生長過快。
兩步燒結(jié)法即將坯體加熱到一個特定溫度T1以排除坯體中的亞臨界氣孔，然后降至一個較低溫度T2使坯體達到致密。在兩步燒結(jié)法中的低溫?zé)Y(jié)階段，由于晶界遷移比晶界擴散所需要的活化能高，所以這一階段主要以晶界擴散為主。因此，在兩步燒結(jié)法中的第二個階段，坯體不斷致密化，但晶粒不會生長過快。
d．放電等離子體燒結(jié)(SPS)
放電等離子燒結(jié)(SPS)是將原料粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于原料粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成燒結(jié)過程。由于SPS能夠快速燒結(jié)和可在較低溫度下實現(xiàn)精細陶瓷結(jié)構(gòu)的致密化，可有效抑制晶粒的異常長大，適于制備致密化程度高、晶粒尺寸細小的高純氧化鋁陶瓷。
放電等離子燒結(jié)(SPS)是將原料粉末裝入石墨等材質(zhì)制成的模具內(nèi)，利用上、下模沖及通電電極將特定燒結(jié)電源和壓制壓力施加于原料粉末，經(jīng)放電活化、熱塑變形和冷卻完成燒結(jié)過程。由于SPS能夠快速燒結(jié)和可在較低溫度下實現(xiàn)精細陶瓷結(jié)構(gòu)的致密化，可有效抑制晶粒的異常長大，適于制備致密化程度高、晶粒尺寸細小的高純氧化鋁陶瓷。
e．微波燒結(jié)(MWS)
微波燒結(jié)是利用材料內(nèi)部的精細結(jié)構(gòu)與微波中的特殊波段耦合產(chǎn)生熱量對材料進行加熱，使材料整體達到燒結(jié)溫度進而實現(xiàn)陶瓷致密化的新型燒結(jié)技術(shù)，具有升溫速率快，并抑制晶粒快速生長的特點。微波燒結(jié)與傳統(tǒng)燒結(jié)具有相似的燒結(jié)機理，但微波燒結(jié)可在短時間內(nèi)制得晶粒尺寸良好的燒結(jié)體。微波燒結(jié)法也存在一定缺陷，即過快的升溫速率可能會導(dǎo)致某位置的晶粒異常長大，使燒結(jié)體中的氣孔增多。
微波燒結(jié)是利用材料內(nèi)部的精細結(jié)構(gòu)與微波中的特殊波段耦合產(chǎn)生熱量對材料進行加熱，使材料整體達到燒結(jié)溫度進而實現(xiàn)陶瓷致密化的新型燒結(jié)技術(shù)，具有升溫速率快，并抑制晶粒快速生長的特點。微波燒結(jié)與傳統(tǒng)燒結(jié)具有相似的燒結(jié)機理，但微波燒結(jié)可在短時間內(nèi)制得晶粒尺寸良好的燒結(jié)體。微波燒結(jié)法也存在一定缺陷，即過快的升溫速率可能會導(dǎo)致某位置的晶粒異常長大，使燒結(jié)體中的氣孔增多。
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本文“在獲得高純氧化鋁粉體后如何燒結(jié)制備胚體？”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2019-03-18 11:43:22
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