氧化鋯陶瓷表面的氣孔多是什么原因?
發(fā)布時間:2020-06-02 瀏覽:52次 責(zé)任編輯:深圳康柏新材料科技有限公司
一些氧化鋯陶瓷表面有許多孔,而另一些非常光滑,幾乎沒有孔。那么原因是什么呢?事實上,它與氧化鋯陶瓷的燒結(jié)密切相關(guān)。
氧化鋯陶瓷不僅可以用作功能材料,還可以用作工業(yè)催化劑的載體、添加劑或活性組分。氧化鋯陶瓷在二氧化碳和H2合成甲醇中起著重要作用。關(guān)于孔徑分布對燒結(jié)和微觀結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響已有許多報道。同一種粉末餅干的孔徑分布的變化往往是由初級顆粒的團(tuán)聚引起的。研究表明,孔徑分布不僅影響密度,而且影響致密化速率。
微觀結(jié)節(jié)研究發(fā)現(xiàn),餅干中孔隙越大,燒結(jié)密度越低。在極端情況下,當(dāng)孔徑為雙峰分布時,聚集體之間的大孔,或所謂的次生孔,很難被排除。研究發(fā)現(xiàn),盡管晶粒生長受相結(jié)構(gòu)的影響,但粉末和餅干的性質(zhì)(餅干密度、孔徑分布)并不影響餅干在加熱和保溫過程中的晶粒生長。
雖然陶瓷素坯的性質(zhì),如密度,不會影響晶粒的生長,但會影響孔徑與晶粒尺寸的比值。餅干的性能不影響晶粒的生長,但影響氣孔的生長,因此也影響致密化行為。如上所述,在燒結(jié)的中間階段,晶粒尺寸和密度之間存在線性關(guān)系。根據(jù)燒結(jié)階段的定義,在燒結(jié)的初始階段只有致密化而沒有晶粒長大。
這種現(xiàn)象可能存在于具有大初始顆粒尺寸的生坯中,但是對于由超細(xì)粉末如本研究中使用的超細(xì)氧化鋯組成的生坯,即使在燒結(jié)的初始階段,晶粒生長和致密化也幾乎同時發(fā)生。這一結(jié)果意味著,對于超細(xì)粉末的固相燒結(jié),燒結(jié)的初始階段可以近似地認(rèn)為是不存在的或至少可以忽略的。
可以得出以下結(jié)論:
(1)餅干中的顆粒生長不受成型體性質(zhì)的影響;
(2)氣孔的生長同時受晶粒生長和致密化的控制。前者導(dǎo)致氣孔生長與籽粒生長同步,而后者導(dǎo)致氣孔收縮和氣孔R值下降。氣孔的生長受成形體的特性影響。
(3)超細(xì)粉末燒結(jié)的初始階段幾乎可以忽略不計。晶粒生長和致密化同時發(fā)生。從燒結(jié)開始到中期結(jié)束,晶粒尺寸與密度呈線性關(guān)系。這種線性關(guān)系可以根據(jù)晶粒生長和致密化發(fā)生在相同的擴(kuò)散和傳質(zhì)機(jī)制中的事實以及等溫過程中晶粒生長和密度對時間的依賴性來解釋。
(4)晶粒尺寸和密度之間的線性關(guān)系受模制體的性質(zhì)影響,因為晶粒生長是由晶粒之間尺寸差異的化學(xué)勢驅(qū)動的,而致密化是由作用在孔上的燒結(jié)壓應(yīng)力驅(qū)動的;
(5)較高的二面角、成型密度、較窄的顆粒和孔徑分布有利于晶粒尺寸密度關(guān)系向高密度和小晶粒方向移動。