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氧化锆陶瓷在烧结过程中容易发生哪些问题?

日期: 2020-01-04
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氧化锆陶瓷是一种注浆成型的呈白色的具有良好的耐磨性及绝缘性等优良特点的工业陶瓷。机械结构件选用陶瓷材料,在耐化学腐蚀,耐磨损,耐高温等性能方面明显优于其他材质,因此,广泛用于金属等材质不适合的恶劣条件。主要是用于耐磨损、高强度、耐热、耐热冲击、硬质、高刚性、低热膨胀性和隔热等结构陶瓷材料。

烧结是陶瓷成型的末尾工艺,产品的性能优劣很大一部分因素是由烧结来决定的。氧化锆陶瓷要烧结地致密度高、均匀,不仅前一道加工工序脱脂环节至关重要,还受粉体、添加剂、烧结温度及时间、压力及烧结气氛等因素的影响。那么,朋友们要问了,为什么要烧结?这里小编就来具体的解说下:

1、氧化锆陶瓷的成型,是需要烧结的,一般有常压烧结,热压烧结,热等静压烧结,电火花烧结等。

2、需要埋在某些东西下烧结,这是为了隔绝空气和增加压力。

3、隔绝空气的话是为了防止高温下陶瓷粉末和空气里面的成分发生反应。

4、像是氧气,还有空气中的杂质都会影响终的质量的。

在具体烧结过程中,可能出现变形、开裂、晶粒异常长大等问题,其原因可能是哪些?下面我们就根据具体问题具体分析一下。

一、变形

氧化锆陶瓷在烧结过程中发生变形,原因可能是粉体粒径分布过宽;粉体中添加剂的选择和添加量不合理;氧化锆陶瓷的收缩不一致等。而陶瓷的收缩不一致,有以下三方面原因:

①炉温不均匀,陶瓷坯体发生不一致的收缩;

②升温速度快,温度传导产生梯度,陶瓷坯体越靠近表层收缩越快,越中心收缩越慢。

③有密度梯度,在成型时,因为压力及填料等因素,导致坯体内部收缩比不一致。

二、破裂

烧结后的坯体发生破裂的主要原因在于陶瓷坯体内部有缺陷,同时也与坯体收缩有关,而坯体收缩不一致的原因参见烧结变形原因分析。当收缩不一致时,如果存在缺陷(孔洞、暗裂等),其缺陷成为断裂源,裂纹扩散导致坯体开裂。

三、晶粒异常长大

当晶粒出现异常长大时,这些过大的晶粒内往往还有大量的气孔难以再由晶粒内抵达晶界而排出,就会使陶瓷材料难以达到较高的密度,材料的许多性能恶化,特别是力学性能(断裂韧性、抗弯强度等)。导致晶粒异常长大的主要原因有以下三点:

①原始粉料颗粒尺寸分布范围太宽,即粉料中颗粒大于或远大于平均颗粒晶粒尺寸的2倍;

②成型时坯体密度不均(粉体团聚、素坯压制压力有梯度、添加剂不匀),氧化锆陶瓷烧结发生了不均匀的致密化;

③过高的烧结温度与过长的保温时间。

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