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氧化锆陶瓷表面的气孔多是什么原因?

发布时间:2020-06-02 浏览:30次 责任编辑:深圳康柏新材料科技有限公司

  一些氧化锆陶瓷表面有许多孔,而另一些非常光滑,几乎没有孔。那么原因是什么呢?事实上,它与氧化锆陶瓷的烧结密切相关。


  氧化锆陶瓷不仅可以用作功能材料,还可以用作工业催化剂的载体、添加剂或活性组分。氧化锆陶瓷在二氧化碳和H2合成甲醇中起着重要作用。关于孔径分布对烧结和微观结构发展的影响已有许多报道。同一种粉末饼干的孔径分布的变化往往是由初级颗粒的团聚引起的。研究表明,孔径分布不仅影响密度,而且影响致密化速率。



  微观结节研究发现,饼干中孔隙越大,烧结密度越低。在极端情况下,当孔径为双峰分布时,聚集体之间的大孔,或所谓的次生孔,很难被排除。研究发现,尽管晶粒生长受相结构的影响,但粉末和饼干的性质(饼干密度、孔径分布)并不影响饼干在加热和保温过程中的晶粒生长。


  虽然陶瓷素坯的性质,如密度,不会影响晶粒的生长,但会影响孔径与晶粒尺寸的比值。饼干的性能不影响晶粒的生长,但影响气孔的生长,因此也影响致密化行为。如上所述,在烧结的中间阶段,晶粒尺寸和密度之间存在线性关系。根据烧结阶段的定义,在烧结的初始阶段只有致密化而没有晶粒长大。


  这种现象可能存在于具有大初始颗粒尺寸的生坯中,但是对于由超细粉末如本研究中使用的超细氧化锆组成的生坯,即使在烧结的初始阶段,晶粒生长和致密化也几乎同时发生。这一结果意味着,对于超细粉末的固相烧结,烧结的初始阶段可以近似地认为是不存在的或至少可以忽略的。


  可以得出以下结论:


  (1)饼干中的颗粒生长不受成型体性质的影响;


  (2)气孔的生长同时受晶粒生长和致密化的控制。前者导致气孔生长与籽粒生长同步,而后者导致气孔收缩和气孔R值下降。气孔的生长受成形体的特性影响。


  (3)超细粉末烧结的初始阶段几乎可以忽略不计。晶粒生长和致密化同时发生。从烧结开始到中期结束,晶粒尺寸与密度呈线性关系。这种线性关系可以根据晶粒生长和致密化发生在相同的扩散和传质机制中的事实以及等温过程中晶粒生长和密度对时间的依赖性来解释。


  (4)晶粒尺寸和密度之间的线性关系受模制体的性质影响,因为晶粒生长是由晶粒之间尺寸差异的化学势驱动的,而致密化是由作用在孔上的烧结压应力驱动的;


  (5)较高的二面角、成型密度、较窄的颗粒和孔径分布有利于晶粒尺寸密度关系向高密度和小晶粒方向移动。