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烧结机参数和工作原理使用说明书【选粉机制造商】

烧结机参数及工作原理使用说明【选粉机生产厂家】

更新日期:2022年3月9日11时48分19秒浏览:


一 、烧结概述

烧结是一种利用热能使粉体致密化的技术。具体定义是指多孔生坯的致密化过程,其具有减小的表面积、孔隙率和改善的机械性能(机械强度等 。)高温下。

在烧结过程中 ,会发生膨胀、收缩产气 、液相出现、旧晶相消失、新晶相形成等一系列物理化学变化。

在不同的温度和气氛条件下,其含量和变化程度不同,导致不同的晶相组成和显微结构 ,从而决定了陶瓷产品的不同质量和性能 。

坯体表面的釉层在烧结过程中也会发生各种物理化学变化,最终形成玻璃状物质,从而具有各种物理化学性质和装饰效果。

烧结机测图-徐州科达机械


二、烧结的驱动力

在坯体中,颗粒之间只有点接触 ,强度很低。通过烧结,虽然烧结时既没有外力,也没有化学反应 ,但点接触颗粒可以紧密地形成坚硬的高强度瓷体。

烧结的动力是什么?是粉末的表面能 。

粉体的比表面积为1-10m2/g,粉体表面的自由焓很高。与烧结体相比,粉末处于能量不稳定状态 ,高能态有向低能态发展的趋势。

在粉体制备过程中,研磨 、球磨等机械能或其他能量以表面能的形式储存在粉体中,使粉体表面产生许多晶格缺陷 ,使粉体具有高活性 。

粉末过剩表面能:烧结的驱动力(烧结后总表面积下降3个数量级以上)。

陶瓷粉末的表面能约为几百到几千J/mol。

与化学反应过程中几万或几十万J/mol的能量变化相比,陶瓷粉末表面能烧结的驱动力是很小的 。

烧结不能自动进行。需要对粉末进行加热,补充能量 ,使其转化为烧结体。


第三,烧结过程中的物质转移

除了驱动力,还必须有一个物质转移的过程,使气孔逐渐被填满 ,坯体由松散变致密 。

(1)蒸发和冷凝

(2)扩散

(3)粘性流和塑性流

(4)溶解和沉淀

在烧结过程中可能有几种传质机理。

在一定条件下,某种机制占主导地位。当条件改变时,主导机制可能会改变 。


四。固态烧结过程及机理

烧结现象示意图

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A-晶粒重排

B1-在松散堆积的粒子系统中 ,粒子中心彼此靠近。

B2——在紧密堆积的粒子系统中,粒子的中心彼此靠近。


动词 (verb的缩写)双球模型

如果假定烧结粉末的形貌为规则的球形,那么整个粉末体可以看作是两个颗粒之间的烧结 。

(a)是无收缩模型 ,粒子间的距离不变。但随着烧结时间的增加,颈部的尺寸会不断增大,烧结后的样品会开始收缩。收缩后的几何模型如图(b)所示 。颈部增大主要是颗粒间物质扩散和坯体收缩造成的。

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初始阶段的双球模型


不及物动词双球模型烧结的驱动力和机理

烧结的驱动力主要来源于颗粒表面曲率变化引起的体积压差、空浓度差和蒸气压差 ,这些因素可以促进材料的扩散。压力差、浓度差和蒸汽压差与曲率半径(1/r)成反比

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七 、固相烧结的主要传质方式是扩散传质 。

有表面扩散、晶界扩散和体积扩散,并不是每一次扩散传质都能导致材料收缩或孔隙率降低。

材料通过表面扩散或晶格扩散从表面转移到颈部,不会引起中心间距、收缩和孔隙率的减小。

颗粒从颗粒体积或从晶界到颈部的传质会引起材料的收缩和孔隙的消失 ,这将真正导致材料的致密化 。

材料的成分 、粒度、显微结构(气孔、晶界) 、温度、气氛、添加剂都会影响扩散和传质,进而影响材料的烧结。


八 、液相烧结过程及机理

液相烧结称为液相烧结。粉末中含有少量杂质,烧结时出现液相 ;或者某一组分在高温下熔化形成液相;

流动的传质速率比扩散快得多,烧结速率高 ,导致较低温度下烧结体致密 。

液相烧结的具体条件:

液体相对于固体颗粒的润湿;固相在液相中有相当大的溶解度 ;液相具有合适的粘度;有大量的液相。

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九。粒子重排

随着烧结温度的升高,分散在足量液相中的固体颗粒通过粘滞流动或由于颗粒接触点的局部应力而重新排列,导致相对紧密的堆积。

重排的驱动力来自毛细管力的不平衡 。这种不平衡来自颗粒和颗粒尺寸的分布、颗粒的不规则形状、坯体中的局部密度波动和材料性质的各向异性。

假设两个粒子之间是牛顿液体 ,变形率与施加在粒子上的剪切应力成正比。因此,所获得的致密化速率

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X.溶解-沉淀

较小的固体颗粒或颗粒表面的凸起部分溶解,颗粒在较大颗粒表面生长变化 ,进一步致密化 。

对于多组分体系,被压缩颗粒接触区域的高度溶解物质通过液相扩散迁移到颗粒的未压缩区域,然后在未压缩(自由)固体表面上再沉淀。

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XI。气孔消除

烧结中期 ,连续孔道开始收缩,形成闭孔,闭孔后进入最后阶段 。

在烧结结束时 ,可以同时发生几个过程,包括晶粒和孔隙的长大和粗化,液相成分向固相的扩散,以及固相、液相或气相之间反应产物的形成。

液相烧结广泛应用于结构陶瓷 、电子陶瓷等领域。

纯Si3N4很难固态烧结 ,必须添加MgO、Y2O3、Al2O3等添加剂 。

在高温下,添加剂与α-Si3N4颗粒表面的SiO2形成硅酸盐液相,能润湿和溶解α-Si3N4 ,在烧结温度下,析出β-Si3N4。


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