烧结陶瓷的孔隙率受多种因素影响,包括生坯的初始孔隙率、烧结温度、持续时间和施加的压力。一般来说,烧结的目的是减少孔隙率,从而提高材料的强度、透光性、导热性和导电性。不过,在特定应用中,可以保留孔隙率以实现某些机械性能。
初始孔隙率和烧结条件:
生坯的初始孔隙率对烧结陶瓷的最终孔隙率有很大影响。如果生坯的初始孔隙率较高,通常需要更长的时间和更高的温度才能使最终产品达到较低的孔隙率。对于纯氧化物陶瓷来说尤其如此,因为颗粒在固态下会发生扩散,因此需要更长的烧结时间和更高的温度。温度和时间的影响:
在烧结过程中,热量会使陶瓷颗粒粘结在一起,从而降低整体孔隙率。氧化锆在 1,100°C 至 1,200°C 左右的温度下从单斜晶体转变为多四方晶体,就是烧结如何显著增加颗粒密度和减少孔隙率的一个明显例子。这一过程还能显著提高强度和半透明度。
压力的作用:
在烧结过程中施加压力可大大缩短烧结时间和最终孔隙率。压力有助于陶瓷颗粒的固结,促进更快速有效的致密化过程。这种方法尤其适用于在较短时间内达到极低的孔隙率水平。保持孔隙率:
在某些情况下,烧结陶瓷的孔隙率会被有意保留,以达到特定的机械或功能特性。这就需要仔细控制烧结过程,以平衡烧结的致密化效果和保持一定孔隙率水平的需要。技术和设备: