烧结工艺主要分为两种:固态烧结和液态烧结。
这两种方法在处理材料致密化的方式上有很大不同。
1.液相的作用
固态烧结与液态烧结的主要区别在于烧结过程中液相的存在。
固态烧结不涉及任何液相。相反,它完全依靠扩散机制使材料致密化。
而液态烧结则包含液相,有助于颗粒的重新排列和致密化。
2.固态烧结解释
在固态烧结中,陶瓷(如氧化锆和氧化铝)或金属粉末等材料被加热到低于其熔点的温度。
压制物中的颗粒主要通过扩散机制(如晶界扩散、表面扩散和体积扩散)进行传输。
这一过程对于保持材料的化学成分和纯度至关重要,因为不会引入额外的相。
烧结参数,包括温度、时间和压力,都要经过严格控制,以达到所需的材料特性。
固态烧结适用于相对容易致密化和需要保持原始成分的材料。
3.液态烧结
液态烧结适用于氮化硅和碳化硅等较难致密化的材料。
在这一工艺中,少量添加剂被加入成分中,在烧结温度下形成液相。
这种液相的存在有利于原生粉末颗粒在毛细力作用下重新排列。
当颗粒重新排列时,一些颗粒会溶解在液体中,并在颗粒之间的颈部区域重新沉淀,从而促进孔隙的消除,并导致陶瓷紧密体的完全致密化。
液态烧结对固态不易烧结的材料特别有效,可提高致密化率和最终密度。
4.选择正确的烧结工艺
固态烧结依靠的是无液相的扩散机制,因此适用于较易烧结和要求高纯度的材料。
相比之下,液态烧结引入了液相,有助于颗粒的重新排列和致密化,因此非常适合固态烧结困难的难熔材料。
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