陶瓷顯微結(jié)構(gòu)粒徑值與組成的硬度,固相實驗顯微鏡要使陶瓷通過致密化或控制顯微結(jié)構(gòu)(主要包括粒徑、純度、晶界)提高其特性,最重要的是要考慮對原料粉末加以必要的處理。例如,要從原始狀態(tài)提高密度,就希望將兩種粒徑的粉末混合均勻。原料粉末的粒徑的均勻性將影響最終所得的陶瓷體的顯微結(jié)構(gòu)。 大多數(shù)陶瓷體為成型體,根據(jù)使用方法而成各種形狀。其原料通常是微細粉末,雖然也有象水泥等利用水化反應(yīng)而形成硬化體,但大部分是象耐火磚、陶瓷器那樣將粉末原料燒結(jié)而成的。 制造普通陶瓷器時,將天然的粘土和長石加熱、燒結(jié),相當(dāng)數(shù)量的雜質(zhì)被引入產(chǎn)品中,但是對產(chǎn)品的特性沒有明顯影響,人們可從經(jīng)濟角度選擇原料。然而在制造優(yōu)質(zhì)的特種陶瓷產(chǎn)品時,是從前述的完全新的觀點來考慮的,將純物質(zhì)作原料,以此控制產(chǎn)品功能和特性。用作電子材料的陶瓷,存在微量的堿會引起導(dǎo)電性增加這樣的問題,因而要具備更嚴格的工藝條件,進一步進行精制,以達到高純度的要求。 通常要獲得高密度的燒結(jié)體,就要使粉料的粒徑值盡量小些,常用幾微米的高純度微細粉料。這是由于粉料越細越有利于離子的表面擴散和晶界擴散,因而容易燒結(jié)。由固相生成的系統(tǒng) (1)機械粉碎法 由于同時進行機械粉碎和分級,所以此種方法就成為制備均勻粒徑原料粉末的常用方法。粒徑、粒度分布等隨粉碎機種類及條件而有所差別。一般講,在機械粉碎過程中,隨著粉碎時間的增加,粒徑逐漸趨向大小均勻,與此同時,由粉碎設(shè)備帶來的污染也逐漸嚴重起來。特別是粉料的硬度大時,這種傾向就更明顯。當(dāng)原料粉末的純度要求較高時,就不宜增加粉碎時間。 (2)固相反應(yīng)法 ,兩種以上的固相經(jīng)反應(yīng)生成新的固相,達就稱為固相反應(yīng)。目前,陶瓷體的制備以這種方法為主。 預(yù)燒過程中,反復(fù)進行反應(yīng)和混合,就是為了得到均質(zhì)的單相。伴隨化學(xué)反應(yīng)的燒結(jié)過程中,很難得到均勻的顯微結(jié)構(gòu),因而通過預(yù)燒,制得均質(zhì)結(jié)晶相就顯得非常重要。所謂陶瓷的燒結(jié)是指粉末粒子的聚集體在加熱過程中,表面能下降,促進品粒成長,使聚集體整體結(jié)合成塊狀,粉末粒子內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或伴隨晶型變化出現(xiàn)晶粒異常成長,這些是燒結(jié)過程中通常出現(xiàn)的現(xiàn)象。 要將微量添加物均勻地分布在主成分中也是很不容易的,其中一種方法是這樣進行的,在添加物和主要原料粉末混合前,只將幾種微量添加物按比例進行小量混合,不要將這泥漿狀混合物靜置地放在干燥器里進行干燥,而是要一邊慢慢地攪拌,一邊使它干燥,或使用噴霧干燥機。 陶瓷領(lǐng)域中,粉末的燒結(jié)特性和活性都是非常重要的,為了獲得均勻的顯微結(jié)構(gòu)的陶瓷,選定最初的粒度分布和平衡狀態(tài)附近的燒結(jié)條件(溫度和時間的組合)是十分重要的。 (3)熱分解法晶體在空氣中急劇地?zé)岱纸舛玫降慕饘傺趸锉A艉芏嗄耕}晶體的骨架,其中含有多數(shù)氧化物粒子的形態(tài)。
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