气孔率很小的致密瓷坯

气孔率很小的致密瓷坯-烧结加工分析

  烧结过程的内在原因。如果将粉体原料压实成生坯，就具有一
定强度。但烧结时并无外力，烧成品的强度也会增大，是靠什么力
量来完成的呢?这是因为高度分散粉末本身就具有原子运动的内力
，高度分散使粉末存贮有大量的能量，颗粒愈细，表面愈大，则这
种能量也愈大，表面质点所具有较高的自由能称为表面能。另外，
一般结晶体中原子排列是比较整齐的，但是当制成细粉后，就形成
许多缺陷，如空位、畸变、局部应力等。缺陷所在处的质点，不稳
定并易于激活，也即具有较高的自由能，称缺陷能。由于上述两种
原因，粉末中的原子处于较不稳定的活性状态，表面的原子比内部
原子活动性大，粉末愈细比表面越大，结构缺陷也越多，处于活性
的原子也越多，粉末贮藏的能量也愈大，因此原子愈不稳定。在烧
结时，分散粉末的表面质点，力图转变成晶体内部的原子，使自己
处于低能量状态，以成为正常状态的原子。烧结时的温度符合粉末
中的原子自动将贮存的能量释放出来的条件(内因)，创造了必要的
外部条件。这样烧结时粉末中原子在能量释放过程中，引起物质迁
移，使粉末颗粒间的接触面增大而产生烧结。这种烧结就是粉末中
原子从不稳定的高能状态，通过热能激发，向低能位的转化过程，
使粉料的总表面下降。烧结前后总表面可下降三个数量级，有时烧
结前生坯中颗粒尺寸为10～50 nm，而烧结后瓷坯中，晶粒尺寸为1
～15μm，并且缺陷浓度减小，最后疏松易碎的生坯转变成坚硬致
密的陶瓷。通常认为细粉料所具有的多余能量(表面能及缺陷能)，
构成烧结的推动力。当外因条件(温度)具备后，将使这种烧结成瓷
过程成为可能。在烧结的高温条件下，物质中原子有了迁移的可能
，于是空隙被填充，最后转变为气孔率很小的致密瓷坯。

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