特种陶瓷制备工艺(2)

2021-02-21 14:51

陶瓷的最终微观组织结构不仅与烧结工艺有关, 而且还受粉料性质的影响。 由于陶瓷的材料零件制造工艺一体化的特点, 使得显微组织结构的优劣不单单影响材料本身的性能,而且还直接影响着制品的性能。 陶瓷材料本身具有硬、脆、难变形等特点。 因此,陶瓷材料的制备工艺显得更加重要。由于陶瓷材料是采用粉末烧结的方法制造的, 而烧结过程主要是沿粉料表面或晶界的固相扩散物质的迁移过程。 因此界面和表面的大小起着至关重要的作用。 就是说,粉末的粒径是描述粉末品质的最重要的参数。 因为粉末粒径越小,表面积越大,单位质量粉末的表面积(比表面积)越大,烧结时进行固相扩散物质迁移的界面就越多,即越容易致密化。制备现代陶瓷材料所用粉末都是亚微米(<lμm)级超细粉末,且现在已发展到纳米级超细粉。 粉末颗粒形状、 尺寸分布及相结构对陶瓷的性能也有着显著使组分之间发生固相反应,得到所需的物相。 同时,机械球磨混合无法使组分分的影响。粉末制备方法很多, 但大体上可以归结为机械研磨法和化学法两个方面。

传统陶瓷粉料的合成方法是固相反应加机械粉碎(球磨)。 其过程一般为:将所需要的组分或它们的先驱物用机械球磨方法(干磨、湿磨)进行粉碎并混合。 然后在一定的温度下煅烧。由于达不到微观均匀,而且粉末的细度有限(通常很难小于 lμm 而达到亚微米级),因此人们普遍采用化学法得到各种粉末原料。 根据起始组分的形态和反应的不同,化学法可分为以下三种类型:

1. 固相法:

化合反应法:化合反应一般具有以下的反应结构式:

A(s)+B(s)→C(s)+D(g)

两种或两种以上的固态粉末,经混合后在一定的热力学条件和气氛下反应而成为

复合物粉末,有时也伴随一些气体逸出。

钛酸钡粉末的合成就是典型的固相化合反应。等摩尔比的钡盐BaCO3和二氧化钛

混合物粉末在一定条件下发生如下反应:

BaCO3+TiO2→BaTiO3+CO2↑

该固相化学反应在空气中加热进行。生成用于PTC制作的钛酸钡盐,放出二氧化

碳。但是,该固相化合反应的温度控制必须得当,否则得不到理想的、粉末状钛酸钡。

热分解反应法:


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