烧结陶瓷由于采用了一种称为烧结的工艺,因此具有惊人的强度。这种工艺利用高温高压将陶瓷颗粒熔合在一起。它能减少孔隙率,增强各种机械性能。
了解烧结陶瓷强度的 4 个关键因素
1.烧结过程和强度增强
在烧结过程中,陶瓷材料会暴露在 1200°C 左右的高温下。这个温度不亚于火山!所使用的压力超过埃菲尔铁塔的重量。这种高温高压使粉末或砂粒材料融合在一起。这就形成了孔隙率降低的实心板。
孔隙率的降低非常重要。它直接关系到陶瓷强度和耐用性的提高。烧结过程还涉及原子扩散。这有助于消除小孔,形成能量较低的固-固界面。这种微观结构的变化大大提高了烧结陶瓷的整体强度。
2.材料成分和强度
烧结陶瓷的强度可以通过调整所用材料的成分来进一步定制。烧结陶瓷分为硅酸盐陶瓷、非氧化物陶瓷和氧化物陶瓷。每种类型都具有独特的性能,可针对特定应用进行优化。
例如,高压烧结可用于实现先进陶瓷的全密度。这可以增强抗弯强度、导热性和耐磨性等性能。在烧结过程中使用细粒材料尤其有益。它增加了结合面积,而结合面积是决定陶瓷强度和导电性的关键因素。
3.烧结过程中的转变
就氧化锆而言,烧结会使材料从单斜晶系转变为多四方晶系。这大大增加了其颗粒密度、强度和半透明性。这种转变是烧结如何显著改变陶瓷机械性能的一个明显例子。它使陶瓷变得异常坚固耐用。
4.热量和压力的可控应用
烧结陶瓷的强度是在烧结过程中控制热量和压力的结果。这可以减少孔隙率、融合颗粒并增强各种机械性能。通过控制成分和烧结条件,可以生产出具有定制强度和其他理想特性的陶瓷。
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