氣孔率很小的致密瓷坯-燒結(jié)加工分析

  燒結(jié)過(guò)程的內(nèi)在原因。如果將粉體原料壓實(shí)成生坯，就具有一
定強(qiáng)度。但燒結(jié)時(shí)并無(wú)外力，燒成品的強(qiáng)度也會(huì)增大，是靠什么力
量來(lái)完成的呢?這是因?yàn)楦叨确稚⒎勰┍旧砭途哂性舆\(yùn)動(dòng)的內(nèi)力
，高度分散使粉末存貯有大量的能量，顆粒愈細(xì)，表面愈大，則這
種能量也愈大，表面質(zhì)點(diǎn)所具有較高的自由能稱為表面能。另外，
一般結(jié)晶體中原子排列是比較整齊的，但是當(dāng)制成細(xì)粉后，就形成
許多缺陷，如空位、畸變、局部應(yīng)力等。缺陷所在處的質(zhì)點(diǎn)，不穩(wěn)
定并易于激活，也即具有較高的自由能，稱缺陷能。由于上述兩種
原因，粉末中的原子處于較不穩(wěn)定的活性狀態(tài)，表面的原子比內(nèi)部
原子活動(dòng)性大，粉末愈細(xì)比表面越大，結(jié)構(gòu)缺陷也越多，處于活性
的原子也越多，粉末貯藏的能量也愈大，因此原子愈不穩(wěn)定。在燒
結(jié)時(shí)，分散粉末的表面質(zhì)點(diǎn)，力圖轉(zhuǎn)變成晶體內(nèi)部的原子，使自己
處于低能量狀態(tài)，以成為正常狀態(tài)的原子。燒結(jié)時(shí)的溫度符合粉末
中的原子自動(dòng)將貯存的能量釋放出來(lái)的條件(內(nèi)因)，創(chuàng)造了必要的
外部條件。這樣燒結(jié)時(shí)粉末中原子在能量釋放過(guò)程中，引起物質(zhì)遷
移，使粉末顆粒間的接觸面增大而產(chǎn)生燒結(jié)。這種燒結(jié)就是粉末中
原子從不穩(wěn)定的高能狀態(tài)，通過(guò)熱能激發(fā)，向低能位的轉(zhuǎn)化過(guò)程，
使粉料的總表面下降。燒結(jié)前后總表面可下降三個(gè)數(shù)量級(jí)，有時(shí)燒
結(jié)前生坯中顆粒尺寸為10～50 nm，而燒結(jié)后瓷坯中，晶粒尺寸為1
～15μm，并且缺陷濃度減小，最后疏松易碎的生坯轉(zhuǎn)變成堅(jiān)硬致
密的陶瓷。通常認(rèn)為細(xì)粉料所具有的多余能量(表面能及缺陷能)，
構(gòu)成燒結(jié)的推動(dòng)力。當(dāng)外因條件(溫度)具備后，將使這種燒結(jié)成瓷
過(guò)程成為可能。在燒結(jié)的高溫條件下，物質(zhì)中原子有了遷移的可能
，于是空隙被填充，最后轉(zhuǎn)變?yōu)闅饪茁屎苄〉闹旅艽膳鳌?/p>

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