Сближение частиц материала при сушке
Схема процесса удаления связки I-удаление связки; II-разложение связки на газообразные продукты; III-полное выжигание; IV-частичное спекание.
Процессы, протекающие при нагревании в заготовках : На начальной стадии: ▪ удаление механически и химически связанной воды; ▪ выгорание органических веществ; ▪термическое разложение кристаллических соединений (карбонатов, сульфатов) с выделением газов и паров; ▪ линейное (объемное) расширение §другие структурообразования, интенсифицирующие процесс На последующих стадиях: ▪ твердофазные химические реакции; ▪ взаимные растворения компонентов с образованием новых фаз; ▪плавление отдельных составляющих; ▪ полиморфные превращения; ▪концентрация внутренних напряжений.
Механизмы спекания: 1) диффузионный; 2) жидкостной; 3) испарение и конденсация; 4) пластическая деформация; 5) реакционный.
Процесс спекания а - начальная стадия б- промежуточная, стадия в- конечная стадия
Начальная стадия спекания Перестройка частичек Образование контактов Прп Начальная стадия Рост контактов Образование контактов Промежуточная стадия Рост зерен Залечивание пор и рост зерен Конечная стадия Рост зерен в процессе спекания
Микрофотографии Al 2 O 3 Грубый порошок Al 2 O 3 Тонкая пудра Al 2 O 3 Поверхность готового изделия из Al 2 O 3 -гранулят
Схема слияния двух стеклянных шаров а б в
Модель спекания шарообразных частиц Δl=0 ra Δl P rb l l xa xa R a b а- начальный момент времени; в - спекание.
(x/R)2≈3 a/2 Rη Δl/l≈3 aτ/8 Rη, где x - радиус площади контакта; R – начальный радиус частицы; a – удельная поверхностная энергия; τ – время; η – коэффициент вязкости; l и Δl – соответственно расстояние между частицами и его изменение.
Возможные варианты расположения пор в структуре Залечивание изолированной поры
Туннельная печь
Схема обжига 2 -3 часа
Показатели для оценки процесса спекания: ▪кажущаяся плотность; ▪пористость (внутризеренная, межзеренная); ▪усадка; ▪изменение массы. Спекающие добавки-минерализаторы: -Al 2 O 3, Cr. O 3→уменьшение размера зерен -Zn. O, Cd. O →рост зерна
Типичные температуры спекания :
Значения линейной усадки некоторых материалов МАТЕРИАЛ УСАДКА Рекристаллизованный карбид кремния Si. C около Карбид кремния Si. C Кордиерит (Mg, Fe)2 Al 4 Si 5 O 18 Фаянс Оксид алюминия Al 2 O 3 Оксид циркония Zr. O 2
Взаимосвязь кинетических параметров спекания с прочностью керамики. Z= = * , где Vn- объем пор спеченного материала; V 0 n- объем пор до спекания; P 0 -объемная доля пор до спекания.
Скачать презентацию Сближение частиц материала при сушке Схема процесса
4lektionkeramika2009-2010.ppt