闪速烧结是一种独特的烧结工艺,以能耗低、烧结速度快而著称。
它是在样品在熔炉中加热的同时,直接向样品施加电压。
一旦样品达到一定的临界温度,电流就会突然非线性增加。
电流的快速增加会产生焦耳热,从而使样品在几秒钟内致密化。
什么是闪速烧结工艺?(七大要点解析)
1.电压的应用
在闪速烧结过程中,首先要对正在炉内加热的样品施加电压。
这一设置至关重要,因为它为随后的快速加热和致密化过程奠定了基础。
2.阈值温度
样品在加热过程中会达到一个特定的温度阈值。
这个阈值至关重要,因为它会引发材料电气性能的显著变化。
3.电流的非线性增加
达到阈值温度后,流经样品的电流会突然急剧增加。
这种增加是非线性的,也就是说,它与外加电压或温度变化不存在简单的比例关系。
4.快速焦耳加热
电流的增加会通过焦耳热迅速产生热量。
焦耳热是电流通过具有一定电阻的材料时产生的热量。
这种快速加热比传统的加热方法快得多,可以在很短的时间内使温度显著升高。
5.快速致密化
焦耳效应引起的强烈快速加热会导致材料快速致密化。
在这一过程中,材料中的原子穿过颗粒边界扩散并融合在一起。
实际上,材料在没有达到熔点的情况下被烧结成固体。
6.优点
与传统烧结方法相比,闪速烧结的优势在于能够在较低温度下快速烧结材料。
这不仅可以节省能源,还可以加工对高温或长时间暴露敏感的材料。
7.应用
这种技术在陶瓷(包括碳化硅)的研究和开发中特别有用。
它已被用于快速获得高密度陶瓷。
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