什么是烧结玻璃？耐用和高性能材料指南

烧结玻璃是一种在不达到材料熔点的情况下，通过加热和加压将粉末状玻璃转化为致密固体的工艺。这种方法被广泛应用于制造坚固耐用的玻璃部件。该工艺通常包括制备粉末密实物，在可控气氛中加热使颗粒融合，然后冷却以形成统一的块状物。关键步骤包括成分、压缩和加热，以确保去除偶联剂并将主要材料融合成低孔隙率结构。烧结尤其适用于高熔点材料，在陶瓷和粉末冶金等行业中至关重要。

要点说明：

粉末密实剂的制备：
- 工艺： 第一步是用玻璃细粉制备粉末密实体。这可以通过冷焊、3D 打印激光或在受控气氛中使用压制工具等方法来完成。
- 细节： 粉末与主要材料和偶联剂混合，以确保均匀性。然后使用石墨模具将混合物压制成所需的形状，如果有金属部件，还可以用石墨模具支撑。
加热和加压：
- 工艺： 使用高频感应加热，在可控气氛（通常是氮氢混合气氛）中对成型粉末进行高温高压处理。
- 细节温度经过严格控制，保持在玻璃熔点以下，以防止液化。这一阶段允许粘接剂蒸发或烧掉，使主颗粒开始在其表面熔化。
颗粒融合和致密化：
- 过程： 随着温度的升高，原生颗粒的热量足以开始熔化，导致单个颗粒在其表面熔化。另外，青铜等中间粘合剂也会熔化并耦合在颗粒之间。
- 细节这一阶段涉及高温下的材料迁移和晶界移动，导致陶瓷材料逐渐致密化。随着时间的推移，材料会形成具有一定强度的瓷体。
冷却和凝固：
- 过程： 粒子充分融合后，让材料冷却并凝固成一个整体。
- 细节冷却过程必须加以控制，以防止出现可能导致开裂或翘曲的热应力。最终产品是一种致密、低孔隙率的玻璃成分，具有更强的机械性能。
可控气氛：
- 过程： 在整个烧结过程中，始终保持受控气氛，以防止氧化和其他不必要的化学反应。
- 细节： 使用氮氢混合气氛对于获得理想的材料特性和确保最终产品的完整性至关重要。
应用和优点：
- 工艺： 烧结可用于陶瓷和粉末冶金等多个行业，生产出具有高强度和耐用性的部件。
- 详情该工艺尤其适用于熔点极高的材料，如钨和钼，而传统的熔化和铸造方法在这些材料上是不可行的。

通过这些步骤，烧结工艺可有效地将玻璃粉转化为致密、耐用和高性能的材料，适合广泛的工业应用。

汇总表：

步骤	过程	详细内容
1.粉末密实物的制备	将粉末与主要材料和耦合剂混合，然后压制成型。	使用石墨模具确保均匀性并支撑金属零件。
2.加热和加压	在可控气氛中施加高温和高压。	温度保持在熔点以下，以防止液化；粘接剂蒸发。
3.颗粒融合和致密化	颗粒在表面或通过青铜等中间粘合剂融合。	材料迁移和晶界移动导致致密化和瓷器形成。
4.冷却和凝固	材料冷却凝固成一个整体。	受控冷却可防止开裂或翘曲，从而形成致密、低孔隙率的结构。
5.可控气氛	保持氮氢混合气氛。	防止氧化并确保理想的材料特性。
6.应用和优点	用于陶瓷和粉末冶金的高强度部件。	是钨和钼等高熔点材料的理想选择。