Керамическая спекания: понимание явлений сокращения объема

Плотность, как важный параметр измерения качества износостойкой керамики, привлекла значительное внимание. Плотность рассчитывается путем деления массы керамики на ее объем. Исследования показали, что в процессе спекания износостойкой керамики изменение массы не является значительным, но объем может уменьшиться более чем на 40%. Таким образом, сокращение объема является решающим фактором, ведущим к увеличению плотности износостойкой керамики. Почему объем уменьшается во время процесса спекания керамики?Основными причинами уменьшения объема при керамической спекании являются:

1. Уплотнение твердых частиц:

• Поскольку частицы керамического порошка нагреваются в процессе спекания, они проходят процесс под названием уплотнение. Это предполагает перекомпонование и упаковку частиц для достижения более компактной структуры.

• Уменьшение пористости приводит к уменьшению общего объема материала.

2. Устранение поров:

• Процесс нагрева в керамической спекания приводит к ликвидации поры в материале. Когда поры закрываются или исчезают, материал становится более плотно упакованным, что приводит к сокращению объема.

3. Преобразование материала:

• Некоторые керамические материалы проходят фазовые преобразования во время спекания. Например, керамика на основе клетей может проходить через изменения в хрустальной структуре или гидратации состояния.

• Эти преобразования могут привести к сокращению межстружечных пространств и способствовать общему сокращению объема.

4. Спекающая шейная формация:

• Когда прилегающие частицы вступают в тесный контакт во время спекания, между ними образуются шеи. Этот процесс является частью механизма спекания.

• Образование шеев и последующее перекомпонование частиц способствуют уменьшению пустоты в пространстве, что приводит к уменьшению материала.

5. Испарение летучих компонентов:

• Некоторые керамические материалы могут содержать летучие компоненты или воду. Процесс нагрева приводит к испарению этих летучих веществ, что приводит к сокращению объема.

6. Тепловое сжатие:

• При спекании применяется общий принцип термического сжатия. Поскольку материал нагревается, а затем охлаждается, он подвергается термическому сжатию, что способствует общему усыханию.

Понимание и контроль факторов, влияющих на сокращение объема во время керамической спекания имеют решающее значение для достижения желаемых конечных свойств керамической продукции. Регулировка параметров спекания, таких как температура, скорость нагрева и время удержания, может быть использована для оптимизации процесса спекания и управления конечными размерами керамического материала.