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陶瓷氣氛加壓燒結(jié)

氣氛加壓燒結(jié)是在加壓的氮?dú)饣蚱渌栊詺夥障峦瓿商沾膳黧w的燒結(jié),以制取致密、復(fù)雜形狀的陶瓷結(jié)構(gòu)件!
        氣氛加壓燒結(jié)是在加壓的氮?dú)饣蚱渌栊詺夥障峦瓿商沾膳黧w的燒結(jié),以制取致密、復(fù)雜形狀的陶瓷結(jié)構(gòu)件。該方法是20世紀(jì)70年代中期,由日本和美國同時(shí)發(fā)明,主要用以制備高性能氮化硅陶瓷。它利用高的氮?dú)鈮毫σ种频璧姆纸猓怪谳^高溫度下達(dá)到高致密化而獲得高性能。


 
        通常氮化硅材料的燒結(jié)方法有反應(yīng)燒結(jié)、熱壓燒結(jié)和無壓燒結(jié)。用無壓燒結(jié)雖然可制取致密且形狀復(fù)雜的氮化硅燒結(jié)體,但在0. IMPa的氮?dú)鈿夥蘸?650'C的燒結(jié)溫度下,氮化硅將發(fā)生分解反應(yīng)。因此,常壓燒結(jié)的氮化硅陶瓷質(zhì)量損失大而密度低,僅為理論密度的90%左右,若在該溫度下燒結(jié)氮化硅,只好采用較多的添加劑在高溫下生成大量液相,使氮化硅得以燒結(jié):或者采用熱壓的方法,使氮化硅在溫度和壓力的同時(shí)作用下,在較低的溫度下達(dá)到致密化。這兩種方法都存在不足,如添加劑含量多可導(dǎo)致制品高溫性能惡化;熱壓只能制造形狀簡單的氮化硅陶瓷部件,且生產(chǎn)成本較高等。
 
        氣氛加壓燒結(jié)時(shí),先將氮化硅和少量添加劑均勻混合,按所需的形狀成型,然后將成型坯體置于高溫(1800- 2100(1)加壓氮?dú)夥罩羞M(jìn)行燒結(jié)。高壓可抑制氮化硅的分解反應(yīng),促進(jìn)擴(kuò)散,減少質(zhì)量損失,從而得到組織致密燒結(jié)體。氣體加壓燒結(jié)的可能燒結(jié)溫度與氮?dú)鈮褐g的關(guān)系是:燒結(jié)溫度愈高,氣氛壓力也要求愈高。與常壓燒結(jié)相比,可使燒結(jié)體的室溫或高溫下強(qiáng)度得到明顯改善。
 
        用氣氛加壓燒結(jié)技術(shù)制備Si3N,陶瓷具有以下優(yōu)點(diǎn):
        ①燒結(jié)溫度提高,添加劑含量減少,從而改善了材料的高溫力學(xué)性能;
        ②燒結(jié)溫度提高,可選擇高熔點(diǎn)化合物做添加劑,有利于改善材料性能;
        ③改善顯微結(jié)構(gòu),如增加氣氛壓力有利于晶粒細(xì)化,從而有利于制品力學(xué)性能的提高;
        ④易于制造形狀復(fù)雜和大尺寸制I鈷,不受模具和封套等的限制。
 
        如果將前面介紹的反應(yīng)燒結(jié)法和氣氛加壓燒結(jié)法融于一體,可實(shí)現(xiàn)對氮化硅陶瓷的快速制備,即“一步燒結(jié)法”。該方法是將硅粉末制備的壓塊在高壓氮?dú)夥諣t中先反應(yīng)燒結(jié),再在爐中直接燒結(jié)成致密材料。可使反應(yīng)燒結(jié)時(shí)間大為縮短又不需超細(xì)氮化硅粉體作為起始原料,從麗可降低成本,縮短生產(chǎn)周期,適于制造復(fù)雜的氮化硅燒結(jié)體。


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本文“陶瓷氣氛加壓燒結(jié)”由科眾陶瓷編輯整理,修訂時(shí)間:2019-03-16 11:45:21
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