1、陶瓷的烧结过程 陶瓷成形体（素坯）是由陶瓷粉体聚合而成的多孔体，气孔率一般为35-60%。 在高温条件下（熔点的0.5-0.7），由于物质迁移，素坯体积收缩，气孔排除，形成致密的多晶陶瓷体烧结 烧结伴随气孔形状变化、气孔率下降、密度提高（致密陶瓷相对密度98%）、晶粒长大烧结的驱动力 粉体表面能与界面能的差 传质过程 扩散传质 溶解析出传质 蒸发凝聚传质 粘性流动烧结过程 粉体颗粒间的粘接、致密化 晶粒长大 晶界相 影响烧结的因素 温度、气氛、压力 粉体活性 烧结助剂烧结方法 常压烧结 热压烧结 热等静压烧结 电弧等离子放电烧结 微波烧结 自蔓延烧结常压烧结 在大气环境下，仅通过加热使陶瓷烧结
2、的方法。 用于制备氧化物陶瓷 烧成制度：各阶段温度点、升温速度、保温时间、降温速度 裸烧、匣钵窑炉类型 间歇式： 箱式电炉 钟罩窑、梭式窑 连续式： 推板窑、辊道窑 隧道窑电炉发热体 马弗炉：金属合金丝（1100C） 硅碳棒，SiC（1400C） 硅钼棒，MoSi2（1700C） 氧化锆，（2000C）钟罩窑、梭式窑辊道窑、推板窑隧道窑促进烧结的方法 高密度、高均匀性的成形体 烧结助剂 产生低温液相 形成固溶体 钉扎界面，抑制晶粒生长真空烧结、气氛烧结 真空电阻炉：钨丝或石墨发热体（2000、2300C、可高真空、可通惰性保护气体N2、Ar） 管式气氛炉：电热丝、硅碳、硅钼 非氧化物陶瓷烧结氮
3、化硅陶瓷的无压烧结 氮化硅无熔点、高温分解（1900C） 能形成液相的氧化物烧结助剂（Y2O3-Al2O3, MgO-Al2O3-SiO2） 采用氮化硅为原料，1420C相变为相，有利烧结，且该相为柱状晶，力学性能好。 埋粉（Si3N4：BN：MgO=5:4:1）抑制氮化硅分解氮化硅的气压烧结（Gas Pressure Sintering GPS） 为了抑制氮化物分解，在N2气压力1-10MPa高压下烧成。 对于氮化硅常压烧成温度要低于1800C，而气压烧结温度可提高到2100-2390C。热压烧结（Hot Pressing, HP） 加热的同时施加机械压力，增加烧结驱动力，促进烧结 粘性流动
4、 塑性变形 晶界滑移 颗粒重排 一般采用石墨模具，表面涂覆氮化硼，防止反应热等静压（Hot Isostatic Pressing, HIP） 以高压气体作为压力介质作用于陶瓷材料（包封的粉体和素坯，或烧结体），使其在高温环境下受到等静压而达到高致密化 一般用玻璃封装 HIP的特点： 降低烧成温度、缩短烧成时间 减少或不用烧结助剂 提高陶瓷性能及可靠性 便于制造复杂形状产品微波烧结 利用微波与材料的相互作用，其介电损耗导致陶瓷坯体自身发热而烧结 加热快 整体均匀加热 无热惯性，烧成周期短 可实现局部加热修复等 能效高 无热源污染材料与微波的相互作用 微波透过材料（无吸收）：石英玻璃、云母、聚四氟乙烯 微波反射材料：金属 微波吸收材料（损耗介质）： 低温吸收小，高于某温度急剧增加：Al2O3、MgO、ZrO2、Si3N4等 室温就高吸收：CaCO3、Fe2O3、Cr2O3、SiC等材料与微波的相互作用 吸收功率： 穿透深度： 升温速率：202tanrPfE 01202tan(/)rD pdTPdtC放电等离子烧结（Spark Plasma Sintering, SPS） 对模具或样品直接施加大脉冲电流，通过热效应或其他场效应，使试样烧结 压力500t，脉冲电流25kA 数分钟完成陶瓷烧结放电等离子烧结原理其他烧结方法 自蔓延烧结：SHS合成+压力
