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氧化锆陶瓷表面气孔尺寸分布对烧结和显微结构
发布时间:2018-11-19????来源:未知???作者:mingrui
氧化锆陶瓷表面的气孔特别多,然而有些却特别光滑,几乎没有气孔,那么究竟是什么原因呢?
 
氧化锆陶瓷既可用做功能材料,又可以用做工业催化剂的载体、添加剂或活性组分,在CO2加H2合成甲醇反应中具有重要作用。关于气孔尺寸分布对烧结和显微结构发展的影响已有不少的报道。相同粉体素坯的气孔尺寸分布的变化常常是由于一次颗粒的团聚所引起,研究中表明,不仅密度,致密化速率也受气孔尺寸分布的极大影响。
 
对显微结枃的研究发现,素坯中的大气孔越多,则烧结密度越低。极端情况下,当气孔尺寸为双峰分布时,团聚体之间的大气孔,或所谓的二次产生的气孔几乎无法排除。实验发现,虽然晶粒生长受相结构的影响,但是粉体及素坯性质(素坯密度,气孔尺寸分布)不影响升温和保温过程中素坯中的晶粒生长。
 
明睿陶瓷素坯性质如密度等不影响晶粒生长,但影响气孔与颗粒的尺寸比。素坯性质不影响晶粒生长,但影响气孔生长,故也影响致密化行为。致密化初始阶段晶粒尺寸与密度的关系如上所述,烧结中期晶粒尺寸与密度存在线性关系,根据对烧结阶段的定义,烧结初期只有致密化作用而无晶粒生长。
 
这种现象可能存在于初始颗粒尺寸较大的素坯,但对由超细粉体如本研究用的超细氧化锆构成的素坯而言,即使在烧结的最初阶段,晶粒生长和致密化也几乎同时产生。这一结果意味着,对于超细粉体的固相烧结,烧结初期可近似地认为是不存在的,或至少是可以忽略的。
 
由此可以得出如下结论:
 
①素坯中的晶粒生长不受成型体性质的影响:
②气孔生长同时受晶粒生长和致密化的控制,前者使气孔与晶粒同步生长而后者则导致气孔收缩,气孔R值下降,气孔生长受成型体性质的影响;
③超细粉体的烧结初期几乎可忽略,晶粒生长与致密化同时产生,从烧起始至中期结束,晶粒尺寸与密度呈线性关系,这一线性关系可根据晶粒生长与致密化产生于同一扩散传质机制,以及等温过程中晶粒生长和密度对时间相致的依赖关系得以解释;
④晶粒尺寸与密度的线性关系受成型体性质的影响,因为晶粒生长受颗粒间尺寸差别的化学位驱动,而致密化则受作用于气孔的烧结压应力推动;
⑤较高的二面角、成型密度、窄的颗粒和气孔尺寸分布有利于使晶粒尺寸密度关系轨迹向高密度、小晶粒尺寸方向移动。

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