新型真空烧结方法 真空炉厂家为您支招
2024-07-03

真空热压烧结
热压烧结在传统烧结方法的基础上对坯体施加轴向压力,使陶瓷在烧结过程中获得附加的机械能,促进烧结致密化过程。烧结过程中的外加应力促使晶粒发生蠕变,使陶瓷在较短的时间内获得较高的致密度。但外加应力使烧结过程中晶粒间的相互作用增大,小晶粒容易聚集、融合成大晶粒,烧结体的晶粒尺寸较大。
真空高压烧结
普通热压烧结往往只能提供几十MPa的压力,不能有效降低烧结温度、排出气体和抑制晶粒长大,于是高压烧结应运而生。高压烧结多采用机械多向加压,可使陶瓷在1GPa以上的压力下烧结,因此可以在较低的温度和较短的保温时间下获得高致密的陶瓷,但由于压力过大,对设备要求较高,因此其应用受到一定的限制。
微波烧结
具有能源利用率高、无污染、整体升温迅速、烧结温度低、材料微观结构均匀等优点。微波整体加热方式可使陶瓷体快速达到烧结温度,微波辐射使晶粒以电磁波频率振动,粒子的高速运动以及在高速运动和相互碰撞中产生的热量,共同促进了陶瓷材料的烧结,显著提高烧结效率。
放电等离子烧结
放电等离子烧结具有热压烧结的特点,同时引入了电场的作用。因此烧结驱动力不仅来源于高温和外界机械力,还有电场和晶间等离子体的作用,因此可以大大促进烧结。采用此方法不仅可以有效降低烧结温度,显著缩短烧结时间,还可以减小烧结体中的晶粒尺寸。
激光烧结
高能激光束扫描样品时,照射区域能很快达到很高的温度并局部产生液相,达到液相烧结的效果,因此烧结过程可以在很短的时间内完成。但是,激光束在样品上只能达到一定的深度,且烧结过程中温度升降很快,会导致陶瓷体内外烧结效果不均匀,无法消除应力,从而产生致密度较低、晶粒尺寸较大、缺陷多等问题。为了解决此类问题,可采用低能量激光对浆料涂层逐层扫描,制备预烧结体,再经高温煅烧,即可得到高性能陶瓷。
传统工艺要求烧结温度高、保温时间长,难以达到烧结致密化,但它对烧结样品无选择性,具有无可比拟的优势。
真空热压烧结、真空高压烧结和放电等离子烧结利用外界压力和放电局部高温的作用实现致密化烧结,同时大大缩短了烧结时间、降低了烧结温度,但这些方法需要外界机械压力,仅需外界机械压力便可烧结形状简单的陶瓷。
微波烧结不仅烧结效率高,而且可以烧结形状复杂的陶瓷材料。虽然几乎所有的陶瓷材料都可以通过加入微波介质进行烧结,但是复杂的工艺和设备限制严重制约了微波烧结的产业化进展。
激光烧结作为一种新兴的烧结工艺尚不成熟,如何稳定地实现烧结致密化、致密化的同时如何抑制晶粒长大等问题需要进一步探索。
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