陶瓷材料的制备主要步骤

陶瓷材料的制备主要步骤-复相陶瓷材料研究显微镜

陶瓷材料的制备是通过疏松粉末的致密化形成多晶块体来实现
的。陶瓷制备的主要步骤是烧结，常用烧结方法有固相烧结和液相
烧结，Bar—。通常，对于单相陶瓷材料而言，烧结发生在熔点以
下的温度区；对于复相陶瓷材料而言，烧结发生在液相线以下的温
度区。即使烧结过程中液相只是一种瞬时出现的过渡形态，也不例
外。除少数情况外，多数陶瓷的制备方法主要是通过在融化的温度
下进行固态运输来进行烧结致密化。只有少数材料(特别是玻璃和
玻璃陶瓷)是在高于融化温度的条件下进行致密化。因此，陶瓷材
料成功制备的关键在于找到驱动物质传输的能量来源。

  在大多数情况下，物质传输的能量来源于材料的表面能。
疏松粉末的表面能释放后，传输到颗粒与颗粒的边界，从而为材料
烧结提供充足的能量。在陶瓷材料的制备过程中，有无数的例子可
以证明这种能量的转化可以促使陶瓷材料的烧结致密化。虽然如此
，陶瓷材料的制备仍有许多地方需要改进。

一种新的致密化能量源，它可以更有效地用于促使陶瓷很好地致密
化，最终形成理想的多晶陶瓷材料。

某些形式的热塑性树脂基复合材料原料的悬垂性比前面述及的
预浸料状的材料有所改进。其制备方法是把增强纤维与薄片状、带
状、纤维状或粉末状的基体结合在一起，这些材料以混杂纤维束或
片状形式提供，当材料受到热和压力的作用时，热塑性组分熔融并
在压力作用下浸入增强体中。由于原料是细微堆积的状态，这些材
料实现应用的关键是要求其浸渍距离必须很短。这类产品主要有3
个类型，即共编织物、共混纤维束和纤维／粉末的束状结合体，后
两者也都可以编织成织物。

共编织物
  共编织物就是简单地把增强纤维柬和热塑性纤维束一起编
织的织物，其先决条件是基体材料能够拉成合适的纤维形式。这对
很多用于纺织品的热塑性树脂商品不成问题，包括聚丙烯、聚酰胺
(尼龙)和聚酯等。一些性能更高的热塑性树脂如PEEK也可以拉成纤
维，但是由于其用于纺织品的市场不大，所以其成本可能更高。另
外还可以用条状的热塑性带而不是束作为热塑性组分的形式，但这
种形式使用不多。两种材料根据最终要求的Vf按比例混合，通常仅
仅调整两种材料经向和纬向的纤维束，如图34—44所示。选择适当
的纤维束的线密度即可保证正确的纤维／基体比例。最终可以得到
具有很好的铺覆性的织物。这些材料没有黏性，但在铺层中可以用
烙铁或类似东西，通过点焊或在一些点的位置用相容的黏结剂来固
定其位置。铺完以后在热压罐中用真空袋通过热压将其压实，冷却
至基体凝固以后脱模。或者在烘箱中单独加热然后在冷模中压制成
型。确保完全浸渍是工艺中的难点，对于共编织物，困难在于需要
压实的量大于常规的预浸材料，因为包括基体和增强体在内的纤维
中的空隙和编织纤维束间的孔隙都填充着空气，体积约有30％，必
须除去这部分体积才能获得无孔隙叠层。另一个因素是平均浸渍
距离为束的宽度，即lmm，虽然比较短，但是对于黏度较大的热塑
性树脂仍需要相当长的时间才能充分浸渍纤维束。

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