烧结助剂对氧化铝烧结的影响由于Al2O3原子间的化学键是共价键和离子键,结合能大,所以烧结过程中很难进行传质。如果不掺杂烧结助剂,氧化铝烧结温度将高达。在如此高的烧结温度下,晶粒长大将被促进,气孔将难以消除,材料的机械性能将降低,气密性将变得更差。这不仅增加了陶瓷的制备成本,而且不符合技术要求。
氧化铝陶瓷加工因此,通常在Al2O3中加入适当的烧结添加剂,以降低烧结温度,改善氧化铝陶瓷微观结构,达到高密度和低孔隙率,从而提高其强度和韧性,进而达到在较低温度下获得性能优异的陶瓷的目的。添加剂一般可分为两类:一类是与Al2O3形成固溶体,Al2O3一般是变价氧化物,主要包括二氧化钛、三氧化二铬、三氧化二铁和二氧化锰;二是能产生液相,降低烧结温度,促进Al2O3的烧结,主要包括高岭土,二氧化硅、氧化钙、氧化镁等。
简诉氧化铝陶瓷的烧结方法
烧结是氧化铝陶瓷生产中的重要步骤,对氧化铝陶瓷的物理化学性能有很大影响。普通烧结方法主要包括以下类型:
一、常压烧结法
即在大气条件下烧结生坯的过程。这种方法烧结温度高,对窑炉要求高,能源浪费大。
二、热压烧结和热等静压烧结
热压烧结温度远低于常压烧结温度,烧结产品的理论密度可达99%。热压烧结采用预成型或直接将粉末装入模具,工艺简单。但是,它不适合生产厚度太大、形状复杂的产品,生产规模小、成本高。热等静压可以避免不均匀的烧结压力,使产品的结构更加均匀,性能更加稳定,适用于复杂形状氧化铝陶瓷的生产。
陶瓷加工机床三、液相烧结法
在该方法中,低熔点添加剂用于促进材料的烧结,并且添加剂的引入通常会产生良好的结果效果。氧化钙、氧化镁和氧化钡经常作为熔剂加入。液相烧结通过化学反应、粘性流动、颗粒重排和传质产生液相促进扩散,降低烧结温度,有效加速烧结。
四、其他烧结方法
(1)在大气中烧结。也就是说,对于在空气中难以烧结的产品,为了防止氧化,将一定量的气体引入炉膛以形成所需的气氛,并且在该气氛中进行烧结。
(2)电场烧结。即氧化铝陶瓷体在DC电场作用下的烧结。
(3)超高压烧结。也就是说,烧结是在几十万个大气压以上的压力下进行的。