陶瓷烧结是一种关键的制造工艺,陶瓷粉末颗粒被加热到低于其熔点的高温。这将使它们更紧密地结合在一起,形成密度更大、强度更高的材料。
这一过程可减少孔隙率,改善机械性能,并可通过压力或电流等附加力得到增强。
烧结对于生产复杂、高强度、单件成本低、可重复性高的陶瓷元件至关重要。
5 个要点详解:您需要了解的陶瓷烧结知识
烧结的定义和目的
烧结是将陶瓷粉末颗粒加热到低于其熔点的温度的过程。这将使它们更紧密地结合在一起,形成密度更大、强度更高的材料。
烧结的主要目的是减少孔隙率,改善陶瓷部件的机械性能,使其更耐用、更坚硬。
烧结机理
在烧结过程中,陶瓷粉末颗粒会经历加热,从而降低其汽固界面并减少表面能。
表面能的降低促使材料从颗粒向邻近颗粒扩散,从而导致孔隙闭合和零件致密化。
烧结阶段
烧结过程通常包括两个阶段:
第一阶段: 使用粘结剂形成薄弱、集成度低的超大部件。
第二阶段: 烘烤部件以排出粘合剂,使剩余的颗粒熔合在一起,形成强度十足的部件。
变体和改进
无压烧结: 可使用分级金属陶瓷复合材料和纳米颗粒烧结助剂。
热等静压(HIP): 利用压力形成三维形状的一种变体,可增强烧结工艺。
压力和电流: 可施加额外的力来增强烧结过程,使材料更加致密和坚固。
应用和优势
烧结技术广泛应用于陶瓷制品的制造,包括陶器和高强度部件。
它能以较低的单件成本和较高的可重复性生产出具有良好机械性能的复杂网状零件。
该工艺可提高强度、半透明度和耐用性等性能,因此对各种工业应用至关重要。
烧结过程中的材料转变
例如,预烧结氧化锆会从单斜晶系结构转变为多四方晶系结构,从而提高颗粒密度、强度和半透明度。
这种转变产生的材料硬度、密度和强度极高,适合高要求的应用。
了解了这些要点,实验室设备采购人员就能更好地理解陶瓷烧结在为各种应用生产高质量、耐用陶瓷元件方面的重要性和多功能性。
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